Lucidi relativi al DVD di Programmazione in C

Programmazione in C

Primo programma in CIntroduzione al linguaggio CStruttura minima di un file CSottoinsieme minimale di istruzioniCompilare il primo programmaEsercizi propostiSommario 2

Riferimenti al materialeTesti Kernighan & Ritchie: capitolo 1 Cabodi, Quer, Sonza Reorda: capitoli 1, 3 Dietel & Dietel: capitolo 1Dispense Scheda: “Primo programma in C” 3

Primo programma in C

Genesi del linguaggio CSviluppato tra il 1969 ed il 1973presso gli AT&T Bell Laboratories B. Kernighan e D. Ritchie Per uso interno Legato allo sviluppo del sistema operativo Unix Brian Kernighan Dennis RitchieNel 1978 viene pubblicato “The CProgramming Language”, primaspecifica ufficiale del linguaggio Detto “K&R” 5

Obiettivi del linguaggioInsieme minimale di costrutti base Semplicità del compilatoreSintassi estremamente sintetica Talvolta cripticaPensato da programmatori per programmatori Elevata efficienza Per nulla user friendlyPortabile Indipendente dalla macchinaDisponibilità di una libreria standard di funzioni 6

Evoluzione del linguaggio (1/2)1978, K&R C1989, ANSI C (o C89) Frutto del lavoro di standardizzazione del comitato X3J11 dell’American National Standards Institute Standard X3.159-1989 “Programming Language C” Seconda edizione del K&R 7

Evoluzione del linguaggio (2/2)1990, ISO C (o C90) Ratifica da parte della International Organization for Standardization dello standard ANSI C ISO/IEC 9899:19901999, ISO C99 Revisione compiuta negli anni ’90 INCITS-ANSI/ISO/IEC 9899-1999 550 pagine http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/ Supportata da molti (non tutti) i compilatori 8

Diffusione attualeI linguaggi attualmente più diffusi al mondosono: C C++, un’evoluzione del C Java, la cui sintassi è tratta da C++ C#, estremamente simile a Java e C++Il linguaggio C è uno dei linguaggi più diffusiLa sintassi del linguaggio C è ripresa da tutti glialtri linguaggi principali 9

Principali vantaggi del CBasato su relativamente pochi costrutti daapprendereEnorme disponibilità di documentazione edesempiBuona disponibiltà di ambienti di sviluppo gratuitiDisponibile su qualsiasi configurazione hardwareElevata efficienza di elaborazioneAdatto a vari tipi di applicazioni Programmi di sistema Elaborazione numerica Programmi interattivi 10

Principali svantaggi del CScarsa leggibilità di alcuni costruttiFacilità nel commettere errori di programmazione Molti costrutti “pericolosi” sono permessi dal linguaggio e quindi non vengono segnalati dal compilatore Alcuni errori di digitazione possono causare comportamenti erratiDifficoltà nella realizzazione di interfacce graficheComplessità nell’elaborazione dei testi 11

Un esempio#include <stdio.h>int main(void void) void{ printf("hello, worldn"); return 0;} 12

Struttura minima di un file CApplicazioni C in modo “console”Struttura del programmaCommentiDirettive #includeDefinizione di variabiliCorpo del main 2

Struttura minima di un file C

Tipi di applicazioni (1/4)Applicazioni grafiche Interazione mediante mouse e finestre Visualizzazione di testi e grafica Elaborazione concorrente 4

Tipi di applicazioni (2/4)Applicazioni grafiche Applicazioni “console” Interazione mediante Interazione mouse e finestre mediante tastiera Visualizzazione di testi Visualizzazione di e grafica soli caratteri Elaborazione Elaborazione concorrente sequenziale 5

Tipi di applicazioni (3/4)Applicazioni batch Nessuna interazione utente Compiti lunghi e ripetitivi Elaborazione numerica, trasferimenti in rete 6

Tipi di applicazioni (4/4)Applicazioni batch Applicazioni server Nessuna interazione Nessuna interazione utente utente Compiti lunghi e Realizzano funzioni ripetitivi di sistema Elaborazione numerica, Server locali o trasferimenti in rete server Internet 7

Applicazioni “console”Interazione utente limitata a due casi Stampa di messaggi, informazioni e dati a video Immissione di un dato via tastieraL’insieme tastiera+video viene detto terminaleNessuna caratteristica graficaElaborazione Sequenziale Interattiva Mono-utente 8

Modello di applicazioni “console” Programma eseguibile VisualizzazioneImmissione dati 9 risultati

Modello di applicazioni “console” Scritturaprogramma Programma sorgente in C Compilatore C Programma eseguibile Visualizzazione Immissione dati 10 risultati

Modello di applicazioni “console” Scrittura somma.cprogramma Programma sorgente in C Compilatore C somma.exe Programma eseguibile Visualizzazione Immissione dati 11 risultati

Compilatore C Compilatore C Traduce i programmi sorgenti scritti in linguaggio C in programmi eseguibili È a sua volta un programma eseguibile, a disposizione del programmatore Controlla l’assenza di errori di sintassi del linguaggio Non serve all’utente finale del programma Ne esistono diversi, sia gratuiti che commerciali 12

Scritturaprogramma Scrittura del programma Un sorgente C è un normale file di testo Si utilizza un editor di testi Blocco Note Editor specializzati per programmatori 13

Editor per programmatoriColorazione ed evidenziazione della sintassiIndentazione automaticaAttivazione automatica della compilazioneIdentificazione delle parentesi corrispondentiMolti disponibili, sia gratuiti che commerciali 14

Scrittura Compilatore Cprogramma Ambienti integrati Applicazioni software integrate che contengono al loro interno Un editor di testi per programmatori Un compilatore C Un ambiente di verifica dei programmi (debugger) IDE: Integrated Development Environment 15

Struttura di un sorgente in C#include <stdio.h>int main(void void) void{ int a ; a = 3 ; printf("hello, worldn"); printf("the magic number is %dn", a) ; return 0;} 17

Struttura di un sorgente in C Programma principale#include <stdio.h> (funzione main)int main(void void) void{ int a ; a = 3 ; printf("hello, worldn"); printf("the magic number is %dn", a) ; return 0;} 18

Struttura di un sorgente in C#include <stdio.h>int main(void void) void{ int a ; a = 3 ; printf("hello, worldn"); printf("the magic number is %dn", a) ; return 0;} Parentesi graffe che delimitano il main 19

Struttura di un sorgente in C#include <stdio.h>int main(void void) void Variabili utilizzate dal programma{ int a ; a = 3 ; printf("hello, worldn"); printf("the magic number is %dn", a) ; return 0;} 20

Struttura di un sorgente in C#include <stdio.h>int main(void void) void{ int a ; Istruzioni eseguibili a = 3 ; printf("hello, worldn"); printf("the magic number is %dn", a) ; return 0;} 21

Struttura di un sorgente in C Richiamo delle#include <stdio.h> librerie utilizzateint main(void void) void{ int a ; a = 3 ; printf("hello, worldn"); printf("the magic number is %dn", a) ; return 0;} 22

In generale#include delle librerieint main(void void) void{ definizione variabili istruzioni eseguibili} 23

CommentiIl testo presente in un sorgente C deve essereanalizzato dal compilatore C, quindi devesottostare a tutte le regole sintattiche dellinguaggioPer aggiungere annotazioni, commenti,spiegazioni, note, ... si può usare un commentoall’interno del sorgente /* io sono un commento */ 25

SintassiUn commento è una qualsiasi sequenza dicaratteri (anche su più righe) che: Inizia con la coppia di caratteri /* Termina con la coppia di caratteri */Non è permesso annidare commenti All’interno di un commento non devono comparire i caratteri /*Tutto ciò che è compreso tra /* e */ vieneignorato dal compilatore C 26

Esempio/* programma: hello.c autore: fulvio corno *//* accedi alla libreria standard */#include <stdio.h>int main(void void) void{ int a ; /* numero magico */ a = 3 ; /* assegno un valore */ /* salutiamo lutente */ printf("hello, worldn") ; printf("the magic number is %dn", a) ; return 0;} 27

Spazi bianchiOltre ai commenti, il compilatore ignora tutti glispazi bianchi Spazi tra un’istruzione e la successiva Spazi ad inizio linea Spazi intorno alla punteggiatura Righe vuoteLa spaziatura viene utilizzata per rendere ilsorgente C più ordinato e più facilmentecomprensibile 28

Esempio/* programma: hello.c autore: fulvio corno *//* accedi alla libreria standard */#include <stdio.h>int main(void void) void{ int a ; /* numero magico */ a = 3 ;/* assegno un valore *//* salutiamo lutente */ printf("hello, worldn") ;printf("the magic number is %dn", a) ; return 0;} 29

Esempio/* programma: hello.c autore: fulvio corno *//* accedi alla libreria standard */#include <stdio.h>int main(void void) void{ int a ; /* numero magico */ a = 3 ;/* assegno un valore *//* salutiamo lutente */ printf("hello, worldn") ;printf("the magic number is %dn", a) ; return 0;}#include <stdio.h>int main(void void) void{ int a ; a = 3 ; printf("hello, worldn") ;printf("the magic number is %dn", a) ; return 0; } 30

Librerie di funzioniOgni compilatore C dispone di diverse librerie difunzioni già pronte per l’usoIl programmatore può utilizzare le funzioni dilibreriaÈ necessario dichiarare a quali librerie si vuoleavere accesso Direttive #include ad inizio programma Aggiunge al programma le dichiarazioni di tutte le funzioni di tale libreria, permettendo al programmatore di richiamare tali funzioni 32

Sintassi #include < NomeLibreria .h>Librerie principali: #include <stdio.h> Funzioni di lettura/scrittura su terminale e su file #include <stdlib.h> Funzioni base per interazione con sistema operativo #include <math.h> Funzioni matematiche #include <string.h> Elaborazione di testi 33

AvvertenzeA differenza della regola generale, nelle direttive#include la spaziatura è importante Il carattere # deve essere il primo della riga Può esserci una sola #include per riga La direttiva #include non va terminata con il ;Dimenticare una #include potrà portare aderrori nel corpo del main, quando si chiamerannole funzioni relative 34

SuggerimentiIniziare sempre il sorgente C con le seguentilinee: /* programma: NomeFile.c autore: NomeAutoreDelProgramma BreveDescrizioneDelProgramma */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> int main(void void) void { . . . . } 35

VariabiliIl programma memorizza le informazioni sullequali lavora all’interno di variabiliOgni variabile è caratterizzata da: Tipo di dato Nome Valore corrente a 35 x -17 37

VariabiliIl programma memorizza le informazioni sullequali lavora all’interno di variabiliOgni variabile è caratterizzata da: Tipo di dato Nome Valore corrente a 35 x -17 pi 3.14 nome “fulvio” 38

Tipo di datoDefinisce l’insieme dei valori ammissibili per lavariabile 35 Numeri interi, positivi o negativi 3.14 Numeri reali “fulvio” Stringhe di testo ‘f’ Singoli caratteri di testo 39

Tipo di dato Definisce l’insieme dei valori ammissibili per la variabileint 35 Numeri interi, positivi o negativifloat 3.14 Numeri reali “fulvio” Stringhe di testochar ‘f’ Singoli caratteri di testo 40

NomeIl programmatore assegna un nome a ciascunavariabileDovrebbe rappresentare lo scopo dei valoricontenuti nella variabileSintetico, rappresentativo, mnemonico, facile dascrivere 41

Nomi ammissibiliIl primo carattere deve essere una letteraI successivi possono essere lettere o numeriLettere maiuscole e minuscole sono diverseIl simbolo _ viene considerato come una letteraNon devono essere nomi riservati dal linguaggio 42

Esempi di nomia b a1 a2 43

Esempi di nomi a b a1 a2num n N somma max 44

Esempi di nomi a b a1 a2num n N somma max area perimetro perim 45

Esempi di nomi a b a1 a2num n N somma max area perimetro perimn_elementi Nelementi risultato 46

Esempi di nomi a b a1 a2num n N somma max area perimetro perimn_elementi Nelementi risultato trovato nome risposta 47

Definizione di variabiliOgni variabile deve essere definita prima dipoterla utilizzareDefinizioni all’inizio della funzione mainSintassi della definizione TipoVariabile NomeVariabile ; int main(void void) void { int a ; int b ; float x ; . . . . . 48 }

Definizione di variabiliOgni variabile deve essere definita prima dipoterla utilizzareDefinizioni all’inizio della funzione mainSintassi della definizione TipoVariabile NomeVariabile ; TipoVariabile NomeVariabile, NomeVariabile ; int main(void void) void int main(void void) void { { int a ; int a, b ; int b ; float x ; float x ; . . . . . . . . . . } 49 }

Valore contenuto Ogni variabile, in ogni istante di tempo, possiede un certo valore Le variabili appena definite hanno valore ignoto Variabili non inizializzate In momenti diversi il valore può cambiarea ? t definizione 50

Valore contenuto Ogni variabile, in ogni istante di tempo, possiede un certo valore Le variabili appena definite hanno valore ignoto Variabili non inizializzate In momenti diversi il valore può cambiare ? a 37 tdefinizione inizializzazione 51

Valore contenuto Ogni variabile, in ogni istante di tempo, possiede un certo valore Le variabili appena definite hanno valore ignoto Variabili non inizializzate In momenti diversi il valore può cambiare ? 37 a -4 tdefinizione inizializzazione altra assegnazione 52

Valore contenuto Ogni variabile, in ogni istante di tempo, possiede un certo valore Le variabili appena definite hanno valore ignoto Variabili non inizializzate In momenti diversi il valore può cambiare ? 37 -4 a -3 tdefinizione inizializzazione altra incremento assegnazione 53

Istruzioni eseguibiliLa funzione main, dopo le definizioni di variabili,contiene le vere e proprie istruzioni eseguibiliCiascuna istruzione è terminata da ;Tutte le istruzioni sono comprese nelle { ... }Le istruzioni vengono eseguite in ordineDopo aver eseguito l’ultima istruzione, ilprogramma termina 55

Esempio/* programma: hello.c autore: fulvio corno *//* accedi alla libreria standard */#include <stdio.h>int main(void void) void{ int a ; /* numero magico */ a = 3 ; /* assegno un valore */ /* salutiamo lutente */ printf("hello, worldn") ; printf("the magic number is %dn", a) ; return 0;} 56

Tipologie di istruzioniIstruzioni operative Lettura dati scanf("%d", &a) ; Stampa risultati printf("%d", a) ; Elaborazione numerica a = b + c ; b = b + 1 ; c = 42 ; c = sqrt(a) ; 57

Tipologie di istruzioniIstruzioni operative Istruzioni di controllo Lettura dati Modificano il controllo scanf("%d", &a) ; di flusso Stampa risultati Scelte printf("%d", a) ; Iterazioni Elaborazione numerica Chiamate a funzioni a = b + c ; Interruzioni e salti b = b + 1 ; Predefinite dal c = 42 ; linguaggio C c = sqrt(a) ; if else while for return switch case break continue 58 goto

Sottoinsieme minimale di istruzioniI tipi int e floatIstruzione printf – semplificataIstruzione scanf – semplificataIstruzione di assegnazioneSemplici espressioni aritmetiche 2

Sottoinsieme minimale di istruzioni

Tipi di datoOgni costante, ogni variabile, ogni espressioneappartiene ad un determinato tipoIl tipo determina L’insieme dei valori che la costante, variabile o espressione può assumere L’insieme delle operazioni lecite su tali valoriI tipi possono essere Semplici (o scalari): singoli valori Strutturati: insiemi di più valori semplici 4

Il sistema dei tipi C Tipo di dato Tipi Scalari Tipi Strutturati voidTipi interi Tipi reali Enumerazioni Vettori char float Strutture int double Union short / long long Puntatori signed/unsigned Funzioni 5

Caratteristiche generaliI valori ammessi per ciascun tipo non sono fissatidallo standardDipendono dal compilatore e dal sistemaoperativo Ampiezza dei tipi di dato “naturale” per ogni calcolatoreMaggior portabilitàMaggior efficienzaNessuna garanzia di uniformità tra piattaformediverse 6

Il tipo intIl tipo più importante del linguaggio C 35Valori interi, positivi o negativi intCodificato in complemento a dueEspresso solitamente su 16 bit oppure 32 bit 16 bit: da –32 768 a +32 767 32 bit: da –2 147 483 648 a +2 147 483 647 In generale: da INT_MIN a INT_MAX #include <limits.h> 7

Esempi i 0int i, j ;int N ;int x ; j 2i = 0 ;j = 2 ; NN = 100 ; 100x = -3124 ; x -3124 8

Il tipo floatValori reali 3.14 Frazionari float Esterni all’intervallo permesso per i numeri interiCodificato in virgola mobile, singola precisioneEspresso solitamente su 32 bit da ±1.17 × 10–38 a ±3.40 × 10+38 circa 6 cifre di precisione In generale: da FLT_MIN a FLT_MAX #include <float.h> 9

Esempi a 3.1float a, b ;float pigr ; bfloat Nav, Qe ; 2.0a = 3.1 ;b = 2.0 ; pigr 3.1415pigr = 3.1415926 ;Nav = 6.022e23 ;Qe = 1.6e-19 ; Nav 6.02×1023 Qe 1.6×10–19 10

Istruzioni di stampaStampa di messaggi informativiStampa di comando “a capo”Stampa di valori di variabiliStampa di valori di espressioni calcolateStampa di messaggi contenenti valori Programma eseguibile Visualizzazione risultati 12

Stampa di messaggi printf("Benvenuton") ; printf("Immetti un numero: ") ; printf("n");BenvenutoImmetti un numero: _ 13

Stampa di variabili printf("%d ", j) ; printf("%dn", N) ; printf("%fn", pigr) ; printf("%fn", Nav) ;2 1003.141593602200013124147500000000.000000 14

Stampa di espressioni printf("%dn", i-j) ; printf("%dn", N*2) ; printf("%fn", Nav * Qe) ;-220096352.000000 15

Stampa di messaggi e valori printf("Risultato=%dn", N*2) ; printf("Angolo = %f radiantin", pigr/4);Risultato=200Angolo = 0.785398 radianti 16

Sintassi istruzione printf#include <stdio.h>printf("formato ", valore/i ) ;Formato: Testo libero (compresi spazi) → viene stampato letteralmente Simboli n → va a capo Simboli %d → stampa un int Simboli %f → stampa un floatValore/i: Variabile o espressione Di tipo int o float, corrispondente al simbolo % 17

Casi particolari (1/2)Per stampare il simbolo % occorre ripeterlo duevolte printf("Sondaggio: %f%%n", pSI ) ; %f → stampa pSI %% → stampa un simbolo % n → va a capo Sondaggio: 43.12% 18

Casi particolari (2/2)È possibile stampare più di un valore nella stessaistruzione printf("Voti: %d su %dn", voti, tot ) ; primo %d → stampa voti secondo %d → stampa tot Voti: 18 su 45 19

Istruzioni di letturaLettura di un valore interoLettura di un valore reale Programma eseguibile Immissione dati 21

Lettura di un intero scanf( "%d", &N ) ;213 22

Lettura di un reale scanf( "%f", &a ) ;12.5 23

Sintassi istruzione scanf#include <stdio.h>scanf("formato ", &variabile ) ;Formato: Simboli %d → legge un int Simboli %f → legge un floatVariabile: Di tipo int o float, corrispondente al simbolo % Sempre preceduta dal simbolo & 24

SuggerimentoCombinare le istruzioni printf e scanf perguidare l’utente nell’immissione dei dati Ogni scanf deve essere preceduta da una printf che indica quale dato il programma si aspettaprintf("Immetti il numero: ");scanf("%d", &N) ;printf("Numero immesso: %dn", N); 25

Errore frequente Dimenticare il simbolo & nelle istruzioni scanfprintf("Immetti il numero: ");scanf("%d", N) ; forma corretta printf("Immetti il numero: "); scanf("%d", &N) ; 26

Errore frequente Dimenticare le variabili da stampare nelle istruzioni printfprintf("Numero immesso: %dn"); forma corretta printf("Numero immesso: %dn", N); 27

Assegnazione delle variabili Il valore di una variabile Deve essere inizializzato, la prima volta Può essere aggiornato, quante volte si vuole Per assegnare un nuovo valore ad una variabile si usa l’operatore =a ? 37 -4 -3 t definizione inizializzazione altra incremento assegnazione 29

Assegnazione di variabiliAssegnazione del valore di una costante i = 0 ; a = 3.0 ;Assegnazione del valore di un’altra variabile i = N ; b = a ;Assegnazione del valore di un’espressione j = N – i ; b = a * 2 – 1 ; 30

Sintassi dell’assegnazionevariabile = espressione ; valore valorea precedente a espressionePasso 1: si valuta il valore correntedell’espressione Per tutte le variabili che compaiono nell’espressione, si usa il valore corrente Può comparire anche la stessa variabile oggetto dell’assegnazionePasso 2: si memorizza tale valore nella variabile,cancellando il valore precedente 31

EsempiN = 3 ; 32

EsempiN = 3 ;a = b ; Non confondere con b = a ; 33

EsempiN = 3 ;a = b ; Non confondere con b = a ;a = a + 1 ; Incrementa a di un’unità 34

EsempiN = 3 ;a = b ; Non confondere con b = a ;a = a + 1 ; Incrementa a di un’unitàa + 1 = a ; Errore 35

QuesitoChe operazione svolge il seguente frammento diprogramma? a = b ; b = a ; 36

RispostaChe operazione svolge il seguente frammento diprogramma? a = b ; b = a ;Il valore corrente di b viene copiato in a Il valore vecchio di a viene persoIl (nuovo) valore corrente di a (uguale a b) vienericopiato in b (operazione inutile) 37

QuesitoCome fare a scambiare tra di loro i valori di duevariabili? a 7 b –12 38

QuesitoCome fare a scambiare tra di loro i valori di duevariabili? a 7 b –12 valore valore a –12 precedente b 7 precedente 39

Risposta t = a ; a = b ; b = t ;a 7 b –12 t ? 40

Risposta t = a ; a = b ; b = t ;a 7 b –12 t 7 41

Risposta t = a ; a = b ; b = t ;a –12 b –12 t 7 42

Risposta t = a ; a = b ; b = t ;a –12 b 7 t 7 43

Espressioni aritmeticheOvunque sia richiesto il valore di una variabile, èpossibile usare un’espressione aritmetica Nei valori da stampare con la funzione printf Nei valori da assegnare ad una variabileLe espressioni si possono costruire ricorrendo a: Operatori: + - * / Parentesi: ( ... ) Funzioni di libreria: sqrt(), sin(), cos(), ... 45

Operatori principaliSomma: a+bSottrazione: a-bMoltiplicazione: a*bDivisione: a/b Divisione intera (risultato troncato) se entrambi gli operandi sono intResto della divisione: a%b Solo tra operandi intCambio di segno: -a 46

Alcuni operatori avanzatiIncremento: i++Decremento: N--Conversione ad intero: (int)aConversione a reale: (float)N 47

Funzioni di libreria#include <math.h>Funzioni algebriche fabs, sqrt, cbrt, pow, hypot, ceil, floor, round, trunc, fmodFunzioni esponenziali e logaritmiche exp, exp2, log, log10, log2Funzioni trigonometriche e iperboliche cos, sin, tan, cosh, sinh, tanhFunzioni trigonometriche e iperboliche inverse acos, asin, atan, atan2, acosh, asinh, atanh 48

ParentesiSi possono costruire espressioni complicate apiacere utilizzando le parentesiPer maggiore leggibilità, abbondare con leparentesi ed usare la spaziatura el’incolonnamento in modo ordinatoSi utilizzano sempre le parentesi tondex1 = ( -b + sqrt( b*b – 4*a*c ) ) / ( 2*a ) ;A = sqrt( p * (p-a) * (p-b) * (p-c)) ; 49

Compilare il primo programmaUn semplice programmaL’ambiente di sviluppo Dev-C++Codifica del programmaCompilazione e correzione erroriEsecuzione e verifica 2

Compilare il primo programma

Esercizio “Somma due numeri”Si realizzi un programma in linguaggio C cheacquisisca da tastiera due numeri interi (detti A eB) e che stampi a video il valore della somma ditali numeri Scrittura programma Programma sorgente in C 4

AnalisiSomma due numeriImmetti il primo numero: _ 5

AnalisiSomma due numeriImmetti il primo numero: 18Immetti il secondo numero: _ 6

AnalisiSomma due numeriImmetti il primo numero: 18Immetti il secondo numero: 3La somma di 18 + 3 vale: 21 7

Diagramma di flussoLeggi ALeggi B CalcolaC = A+BStampa C 8

Traduzione in C (1/4) int a ;Leggi A scanf("%d", &a) ;Leggi B CalcolaC = A+BStampa C 9

Traduzione in C (2/4)Leggi A int b ;Leggi B scanf("%d", &b) ; CalcolaC = A+BStampa C 10

Traduzione in C (3/4)Leggi ALeggi B int c ; CalcolaC = A+B c = a + b ;Stampa C 11

Traduzione in C (4/4)Leggi ALeggi B CalcolaC = A+B printf("La somma %d + %d ", a, b) ;Stampa C printf("vale: %dn", c) ; 12

Compilatori e IDEOccorre identificare ed installare Un editor (possibilmente per programmatori) Un compilatore Un debuggerOppure trovare un Integrated DevelopmentEnvironment che integri tutte le funzionalitàprecedentiEsistono molte soluzioni gratuite 14

IDE per C in ambiente WindowsDev-C++ http://www.bloodshed.net 15

IDE per C in ambiente WindowsV IDE http://www.objectcentral.org 16

IDE per C in ambiente WindowsCode::Blocks http://www.codeblocks.org 17

IDE per C in ambiente Windowslcc-win32 http://www.cs.virginia.edu/~lcc-win32/ 18

Interfaccia di Dev-C++ 19

Interfaccia di Dev-C++Menù e toolbar Editor programma sorgente Messaggi errore 20

Menu principali 21

Codifica del programmaA partire dal diagramma di flussoUtilizziamo un editor per immettere le istruzioni CCreiamo un file sorgente somma.c Scrittura somma.c programma Programma sorgente in C 23

Codifica “Somma due numeri”Codifichiamo il programma in Dev-C++ somma.c 24

Soluzione proposta (1/2)#include <stdio.h>#include <stdlib.h> somma.cint main(void void) void{ int a, b ; /* addendi */ int c ; /* somma */ /* LEGGI GLI ADDENDI A E B */ printf("Somma due numerinn") ; printf("Immetti il primo numero: ") ; scanf("%d", &a) ; printf("Immetti il secondo numero: ") ; scanf("%d", &b) ; 25

Soluzione proposta (2/2) somma.c /* CALCOLA LA SOMMA */ c = a + b ; /* STAMPA IL RISULTATO C */ printf("La somma di %d + %d vale: %dn", a, b, c) ;} 26

Compilazione del programmaAttivare il compilatoresul programma somma.csorgente somma.c Programma sorgente in CIl compilatore verificache non ci sianoerrori di sintassi Compilatore CIn assenza di errori,viene generato il somma.exe Programmaprogramma eseguibile eseguibilesomma.exe 28

Correzione errori di sintassiIl compilatore generauna lista di messaggi di somma.c Programmaerrore sorgente in CCapire il messaggioIdentificare il punto Compilatore Cerrato nel programmaTrovare la soluzioneCorreggere il Lista degli erroriprogrammaGenerare una nuovaversione del file 29sorgente

Compilazione “Somma due numeri”Compiliamo il programma somma.c 30

Verifica del programmaCi mettiamo nei panni dell’utente finaleEseguiamo il programmaVerifichiamo che funzioni correttamente Nei casi “normali” Nei casi “limite” somma.exe Programma eseguibile Visualizzazione Immissione dati 32 risultati

Errori in esecuzioneTipologie di errori possibili: Crash del programma Blocco imposto dal sistema operativo Blocco del programma Ciclo “infinito” Risultati errati (Quasi) sempre Solo in alcuni casi (con alcuni dati ma non con altri) 33

Correzione errori di esecuzioneLavoro da “detective”Risalire dai sintomi alle cause delmalfunzionamentoFormulare delle ipotesi sulla causa dell’errore everificarleUna volta trovato l’errore, cercare una soluzioneA seconda della gravità, occorrerà modificare Il sorgente C L’algoritmo risolutivo L’approccio generale 34

Correzione errori di esecuzione somma.c Programma sorgente in C Compilatore C somma.exe Programma eseguibile VisualizzazioneImmissione dati risultati 35

Verifica “Somma due numeri”Eseguiamo il programma con alcuni dati di prova,verificandone il comportamento corretto 36

Esercizi propostiEsercizio “Equazione di primo grado”Esercizio “Calcolo di aree”Esercizio “Somma minuti” 2

Esercizi proposti

Esercizio “Equazione di primo grado”Data l’equazione ax+b=0con a e b inseriti da tastiera, determinare ilvalore di x che risolve l’equazione 4

AnalisiEQUAZIONE DI PRIMO GRADOa x + b = 0Inserisci il valore di a: 2.5Inserisci il valore di b: 3.2La soluzione dellequazione e:x = -1.280000 5

Soluzione primogrado.cleggi a calcola x = –b/aleggi b stampa x 6

Esercizi proposti

Esercizio “Calcolo di aree”Si scriva un programma in linguaggio C che, datoun numero reale immesso da tastiera, detto D,calcoli e stampi: L’area del quadrato di lato D L’area del cerchio di diametro D L’area del triangolo equilatero di lato D 8

AnalisiCALCOLO DI AREEImmetti il valore di D: 2Le aree calcolate sono:Quadrato di lato 2.000000 = 4.000000Cerchio di diametro 2.000000 = 3.140000Triangolo eq. di lato 2.000000 = 1.732051 9

Aree DD A= D 2 aree.c R D D D H 10 D

Aree DD A= D 2 aree.c R A = π ⋅ R2 R=D D 2 D D H 11 D

Aree DD A= D 2 aree.c R A = π ⋅ R2 R=D D 2 D⋅H A= D D 2 H H = D ⋅ sin (60°) = D = D ⋅ sin π( 3)= D ⋅ 3 2 12

AvvertenzePer le funzioni matematiche (sin, sqrt, ...)occorre includere math.hGli argomenti delle funzioni trigonometriche(sin, cos, ...) devono essere espressi in radiantiIl calcolo del quadrato si ottiene moltiplicando lavariabile per se stessa: D2 = D × DIl valore di π deve essere definito dalprogrammatore in un’apposita variabile La costante M_PI, definita in math.h, non è più supportata dallo standard ANSI C 13

Esercizi proposti

Esercizio “Somma minuti” (1/2)Un consulente deve calcolare il numero di ore eminuti per cui ha lavorato per un clienteIl consulente ha lavorato in due distinte sessionidi lavoro, per ciascuna delle quali ha annotato ilnumero di ore e il numero di minuti impiegati 15

Esercizio “Somma minuti” (2/2)Si scriva un programma in C che, a partire dalleore e minuti della prima sessione di lavoro e dalleore e minuti della seconda sessione di lavoro,calcoli il numero di ore e minuti complessivi 16

AnalisiSOMMA MINUTISessione di lavoro 1:Numero di ore: 2Numero di minuti: 45Sessione di lavoro 2:Numero di ore: 1Numero di minuti: 30Tempo totale: 4 ore e 15 minuti 17

Aritmetica dell’orologioDiciamo: ore1, min1 le ore/minuti della prima sessione ore2, min2 le ore/minuti della seconda sessione oretot, mintot le ore/minuti totaliNon è possibile semplicemente sommare ore eminuti separatamente, in quanto min1+min2potrebbe essere maggiore di 59Bisogna tener conto del “riporto” nella somma deiminuti 18

Soluzionemintot = (min1 + min2) modulo 60oretot = ore1 + ore2 + riporto minuti.c riporto = parte intera di (min1 + min2) / 60 19

Soluzionemintot = (min1 + min2) modulo 60oretot = ore1 + ore2 + riporto minuti.c riporto = parte intera di (min1 + min2) / 60 int ore1, ore2, oretot ; int min1, min2, mintot, riporto ; ... mintot = (min1 + min2) % 60 ; riporto = (min1 + min2) / 60 ; oretot = ore1 + ore2 + riporto ; 20

Argomenti trattatiPresentazione del linguaggio CStruttura base di un file sorgente in CIstruzioni minime per iniziare a programmare Tipi fondamentali int e float Istruzioni fondamentali di input/output Istruzione di assegnazioneOperazioni necessarie per compilare ed eseguireil programma 2

SuggerimentiAnalizzare sempre il comportamento previsto delprogramma prima di iniziare a scrivere il sorgente Interazione con l’utente Risoluzione manuale con carta e pennaAbbondare con i commentiLeggere con attenzione tutti i messaggi di erroree di warning del compilatore, e correggerliVerificare il programma con diversi dati di prova 3

Materiale aggiuntivoSul CD-ROM Testi e soluzioni degli esercizi trattati nei lucidi Scheda sintetica Esercizi risolti Esercizi propostiEsercizi proposti da altri libri di testo 4

Programmazione in C

Scelte ed alternativeIl controllo di flussoIstruzione if-elseCondizioni complesseIstruzioni if-else annidateIstruzione switchEsercizi propostiSommario 2

Riferimenti al materialeTesti Kernighan & Ritchie: capitolo 3 Cabodi, Quer, Sonza Reorda: capitoli 2, 4 Dietel & Dietel: capitoli 2, 3Dispense Scheda: “Istruzioni di scelta in C” 3

Scelte ed alternative

Il controllo di flussoConcetto di flusso e di sceltaRappresentazione graficaCondizioni booleane sempliciEsempio 5

Il controllo di flusso

Flusso di esecuzione lineareIl programma C vieneeseguito, di norma dalla Aprima istruzioneall’ultimaIl flusso di esecuzione è Bquindi normalmente ditipo lineare Cistruzione_A ;istruzione_B ;istruzione_C ; Distruzione_D ; 7

EccezioniIn taluni casi il flusso di esecuzione deve variare: in funzione del valore di qualche variabile di ingresso, occorre fare operazioni diverse una certa operazione deve essere ripetuta più volte alcune parti del programma vengono attivate solo se l’utente lo richiede ...In tal caso, il flusso di esecuzione non segue piùesattamente l’ordine di scrittura delle istruzioninel codice sorgente 8

ScelteIl tipo più semplice di flusso non lineare ècostituito dalle scelte (o alternative) Se il voto è minore di 18, allora prenota il prossimo appello, altrimenti vai in vacanza. Se il voto è maggiore di 28, prenota il ristorante. 9

Anatomia di una sceltaUna condizione di scelta è caratterizzata da treinformazioni: la “condizione” che determina la scelta (il voto è minore di 18) le “operazioni” da svolgere qualora la condizione sia “vera” (prenota il prossimo appello) le “operazioni” da svolgere qualora la condizione sia “falsa” (vai in vacanza)Le “operazioni” potrebbero anche essere assenti 10

Notazione grafica V F CA B 12

Notazione graficaRamo “vero” Condizione V F Ramo “falso” C A B Termine della alternativa (ricongiunzione) 13

Flussi di esecuzione V F V F C CA B A B 14

Flussi di esecuzione Condizione vera V F Istruzioni V F C eseguite C IstruzioniA B A B non eseguite 15

Flussi di esecuzione Condizione falsa V F Istruzioni V F C eseguite CA Istruzioni B A B non eseguite 16

Il concetto di condizioneChe tipo di espressioni si utilizzano per esprimerela condizione C ? devono dare una risposta univoca Vero Falso sono basate sui valori delle variabili del programmaLe espressioni di questo tipo sono dette booleanein quando generano dei valori che rispettano leleggi della logica di Boole (Vero o Falso) 18

Condizioni di confronto sempliciSpesso le condizioni sono espresse sotto forma diconfrontiConfronto di uguaglianza Uguale DiversoConfronto di ordine Maggiore Minore Maggiore o uguale Minore o uguale 19

Equazioni di primo gradoAnalizziamo il flusso di esecuzione di unprogramma in grado di risolvere le equazioni diprimo grado:Data l’equazione ax+b=0con a e b inseriti da tastiera, determinare ilvalore di x che risolve l’equazione 21

Equazione risolutivaDai corsi di matematica sappiamo che lasoluzione dell’equazione: ax+b=0si può esprimere mediante la formula: x=–b/aTale formula è valida solo se a≠0Il programma dovrà comportarsi in modo diversoa seconda che a sia nullo o no 22

Soluzioneleggi a V F a≠0?leggi b calcola x = –b/a stampa “errore” stampa x 23

if- Istruzione if-elseSintassi dell’istruzioneOperatori di confrontoEsercizio proposto di esempioRisoluzione esercizio (parte I)Esecuzione del programmaCompletamento esercizioRisoluzione esercizio (parte II) 2

if-Istruzione if-else

Istruzioni di scelta in CL’operazione di scelta avviene mediantel’istruzione if-elseLe condizioni di scelta possono essere semplici odelaborateLe scelte possono essere liberamente combinatetra loro, annidateIn alcuni casi si può usare l’istruzione switch(trattata nella lezione “Istruzione switch”) 4

if- Istruzione if-elseif ( C ){ V F A ; C}else{ A B B ;} 5

if- Istruzione if-else Condizioneif ( C ){ Ramo “vero” V F A ; C}else Ramo “falso”{ A B B ;} 6

Condizione vera Condizione veraif ( C ){ Istruzioni eseguite V F A ; C}else{ Istruzioni non eseguite A B B ;} 7

Condizione falsa Condizione falsaif ( C ){ Istruzioni non eseguite V F A ; C}else{ Istruzioni eseguite A B B ;} 8

Esempioint a, b ; es-posneg.cprintf("Immetti un numero: ");printfscanf("%d", &a) ;scanfif ( a > 0 ){ printf("positivon") ; printf b = a ;}else{ printf("negativon") ; printf b = -a ;}printf("Il valore assoluto di %d e %d", a, b) ;printf 9

SuggerimentoAd ogni nuova parentesi graffa aperta {, inseriredegli spazi aggiuntivi ad inizio rigaTale tecnica, detta indentazione, permette unamigliore leggibilità del codiceÈ visivamente immediato riconoscere l’inizio e lafine dei blocchi di istruzioniMolti ambienti di sviluppo hanno funzioni diindentazione automatica o semi-automatica 10

Note La condizione C può essere semplice oif ( C ) complessa{ Il blocco A può essere A ; composto da una sola} istruzione, o da piùelse istruzioni{ Il blocco B può essere B ; composto da una sola} istruzione, o da più istruzioni 11

Caso particolare: istruzione if V Fif ( C ) C{ A ;} A Manca la condizione else 12

Esempio es-valabs.cint a ;printf("Immetti un numero: ");printfscanf("%d", &a) ;scanfif ( a < 0 ){ /* è negativo, gli cambio segno */ a = -a ;}printf("Il valore assoluto e %d", a) ;printf 13

Caso particolare: parentesi graffeif ( C ) Se il blocco A è A ; composto da una solaelse istruzione, allora le{ parentesi graffe relative B ; si possono omettere.} Lo stesso vale per il blocco B.if ( C ){ A ; if ( C )} A ;else else B ; B ; 14

Esempio es-valabs2.cint a ;printf("Immetti un numero: ");printfscanf("%d", &a) ;scanfif ( a < 0 ) /* è negativo, gli cambio segno */ a = -a ;printf("Il valore assoluto e %d", a) ;printf 15

Errore frequenteÈ errato mettere ilsimbolo di punto-e- if ( a > 0 ) ;virgola ; dopo a = -a ;l’istruzione if viene interpretato come forma correttaif ( a > 0 ) if ( a > 0 ) /*nulla*/ ; a = -a ;a = -a ; 16

Errore frequente È errato fidarsi della if ( a > 0 ) sola indentazione printf("neg"); printf a = -a ; viene interpretato come forma corretta if ( a > 0 )if ( a > 0 ) { printf("neg"); printf printf("neg"); printfa = -a ; a = -a ; } 17

SuggerimentoAnche se vi è una sola istruzione nel blocco“vero” o nel blocco “falso”, utilizzare sempre leparentesi graffeIn tal modo il programma sarà più leggibile, esarà più facile aggiungere eventuali nuoveistruzioni senza incappare in errori 18

Le condizioniLa condizione C è solitamente basata suun’operazione di confronto determinare se una variabile è uguale o meno a zero, o a un altro valore costante determinare se una variabile è uguale ad un’altra variabile, o è diversa, o è maggiore, o minore, ... determinare se una espressione, calcolata a partire da una o più variabili, è uguale, diversa, maggiore, minore, ... di una costante, o una variabile, o un’altra espressione 20

Operatori di confronto in CUguaglianza Uguale: a == b Diverso: a != bOrdine Maggiore: a > b Minore: a < b Maggiore o uguale: a >= b Minore o uguale: a <= b 21

Esempiif( a == 0 ) ...if( a == b ) ...if( a < 0 ) ...if( a+b > 3 ) ...if( x*y != y*x ) ...if( a/2 == (a+1)/2 ) ... 22

Errore frequenteConfondere l’operatore /* assegnazione */di assegnazione = con a = b + c ;l’operatore diconfronto == /* confronto */Regola pratica: le if ( a == b+c )...parentesi tonderichiedono ==Regola pratica: il punto- /* assegnazione */e-virgola richiede = a == b + c ; /* confronto */ if ( a = b+c )... 28

Esercizio “Controlla A e B”Si scriva un programma in linguaggio C che leggadue numeri da tastiera, detti A e B, e determini leseguenti informazioni, stampandole a video: determini se B è un numero positivo o negativo determini se A è un numero pari o dispari calcoli il valore di A+B determini quale scelta dei segni nell’espressione (±A) + (±B) porta al risultato massimo, e quale è questo valore massimo. 30

Struttura generaleLeggi A e BControlla il segno di B Stampa il messaggio opportunoControlla la parità di A Stampa il messaggio opportunoCalcola A+B Stampa il risultato...l’ultimo punto è più difficile ...ci pensiamo dopo! 31

Lettura dei datiLeggi A e B int a, b ; printf("Immetti A"); printf scanf("%d", &a) ; scanf printf("Immetti B"); printf scanf("%d", &b) ; scanf 32

Controllo del segnoControlla il segno di B Stampa il messaggio opportuno if( if b > 0 ) { printf("B e positivon"); printf } else { printf("B e negativo o nullon"); printf } 33

Controllo della paritàControlla la parità di A Stampa il messaggio opportuno if( if “a è pari” ) { printf("A e parin"); printf } else { printf("A e disparin"); printf } 34

Numero pariCome determinare se un numero è pari?Calcoliamo la divisione per 2, e controlliamo ilresto Se il resto della divisione per 2 vale 0, allora il numero è pari Se il resto della divisione per 2 vale 1, allora il numero è dispariIl calcolo del resto si ottiene con l’operatore %if(if “a è pari” ) if( if (a % 2) == 0 ) 35

Risoluzione esercizio “Controlla A e B”Risolviamo interattivamente l’esercizio controlla-ab-v1.c 37

Verifica esercizio “Controlla A e B”Compiliamo il programmaEseguiamolo con alcuni dati di prova,verificandone il comportamento corretto 39

Completamento esercizio “Controlla A e B”Abbiamo verificato il corretto funzionamentoRimane da implementare il punto: determini quale scelta dei segni nell’espressione (±A) + (±B) porta al risultato massimo, e quale è questo valore massimo.Appaiono possibili diverse strategie: Calcolare le 4 combinazioni e scegliere il massimo Riscrivere algebricamente l’espressione 41

Strategia 1La prima strategia prevede di calcolare: R1 = (+A) + (+B) R2 = (+A) + (–B) R3 = (–A) + (+B) R4 = (–A) + (–B)Dopo avere calcolato queste 4 variabili, occorreconfrontarle per determinare quale è maggiore ditutte le altre.In questo caso è inutilmente macchinoso. 42

Strategia 2Ragionando algebricamente, la massima sommache si può ottenere dall’espressione (±A) + (±B)sarà quando ±A è positivo ±B è positivoIn altre parole, è sufficiente calcolare la sommadei valori assoluti |A| + |B| 43

Valore assolutoIl valore assoluto di una variabile è pari a il valore dell’opposto della variabile se la variabile è negativa il valore della variabile stessa se la variabile è positiva 44

Valore assolutoIl valore assoluto di una variabile è pari a il valore dell’opposto della variabile se la variabile è negativa il valore della variabile stessa se la variabile è positiva if( if a<0 ) { va = -a ; } else { va = a ; } 45

Valore assolutoIl valore assoluto di una variabile è pari a il valore dell’opposto della variabile se la variabile è negativa il valore della variabile stessa se la variabile è positiva if( if a<0 ) { va = -a ; if( if a<0 ) } { else a = -a ; { } va = a ; } 46

Risoluzione esercizio “Controlla A e B”Completiamo l’esercizio, codificandolo everificandolo controlla-ab-v2.c 48

Condizioni complesseOperatori booleaniOperatori booleani in CEsercizio propostoVerifica della soluzione 2

Condizioni complesse

Logica BooleanaLe condizioni “semplici” (es. confronti) fornisconoun valore booleano (vero/falso)Spesso occorre prendere delle scelte in funzionedel valore di più condizioni semplici Es: x è compreso tra a e b? x ≥ a, e contemporaneamente x ≤ b Es: ci sono promossi? voto1 ≥ 18, oppure voto2 ≥ 18A questo scopo si possono usare gli operatoribooleani 4

Operatori booleaniDate due qualsiasi condizioni booleane X ed Y(condizioni semplici, o a loro volta complesse):X AND Y è vero se sia X che Y sono veriX OR Y è vero se è vero X (indipendentemente da Y) oppure se è vero Y (indipendentemente da X) o se sono veri entrambiNOT X è vero se X è falso, è falso se X è vero 5

Esempix è compreso tra a e b? (x ≥ a) AND (x ≤ b) se so già che b ≥ a ( (b ≥ a) AND (x ≥ a) AND (x ≤ b) ) OR ( (b < a) AND (x ≤ a) AND (x ≥ b) ) nel caso generaleci sono promossi? (voto1 ≥ 18) OR (voto2 ≥ 18) 6

Operatori booleani in COperatore Sintassi Esempiobooleano in C AND && (x>=a)&&(x<=b) OR || (v1>=18)||(v2>=18) NOT ! !(a>b) 8

Contesto di utilizzoSolitamente gli operatori booleani && || ! siutilizzano all’interno della condizionedell’istruzione if, per costruire condizionicomplesse Più avanti vedremo come si usano anche nella condizione del costrutto whileTali operatori lavorano su operandi chesolitamente sono: Condizioni semplici (es. (a>b)||(a!=1)) Risultati di altri operatori booleani (es. ((a>b)&&(b>c))||(c==0)) 9

Precedenza degli operatoriQuando più operatori booleani e di confrontosono presenti nella stessa espressione, vengonovalutati come segue: Prima gli operatori di confronto == != > < >= <= Poi la negazione NOT ! In seguito la congiunzione AND && Infine la disgiunzione OR || 10

Esempiif ( a>0 && b>0 ) 11

Esempiif ( a>0 && b>0 ) if ( a<=0 || b<=0 ) 12

Esempiif ( a>0 && b>0 ) if ( a<=0 || b<=0 ) if ( !(a>0 && b>0) ) 13

Esempiif ( a>0 && b>0 ) if ( a<=0 || b<=0 ) if ( a==0 || (a!=0 && b==0) ) 14

Esempiif ( a>0 && b>0 ) if ( a<=0 || b<=0 ) if ( a==0 || (a!=0 && b==0) ) if ( b>=a && x>=a && x<=b || b<a && x<=a && x>=b ) 15

Esempiif ( a>0 && b>0 ) if ( a<=0 || b<=0 ) if ( a==0 || (a!=0 && b==0) ) if ( b>=a && x>=a && x<=b || b<a && x<=a && x>=b )if ( ((b>=a) && (x>=a) && (x<=b)) || ((b<a) && (x<=a) && (x>=b)) ) 19

Suggerimento In presenza di espressioni complesse, è sempre conveniente abbondare con le parentesi leggibilità indipendenza dalle precedenze degli operatori if ( b>=a && x>=a && x<=b || b<a && x<=a && x>=b )if ( ((b>=a) && (x>=a) && (x<=b)) || ((b<a) && (x<=a) && (x>=b)) ) 20

Errore frequente È errato usare in successione più operatori di confronto senza collegarli mediante operatori booleani if ( (a > b) && formaif ( a > b > 0 ) (b > 0) corretta ) if ( (a == b) && formaif ( a==b==c ) (b == c) corretta ) 21

Errore frequente È errato “sottintendere” parte di un confronto Esempio: “se a o b sono diversi da uno” formaif ( a || b != 1 ) corretta if ( (a!=1) || (b!=1) ) formaif ( (a||b) != 1 ) corretta 22

Esercizio “Classificazione triangolo 1”Si scriva un programma in linguaggio C che leggada tastiera i valori delle lunghezze dei tre lati diun triangolo (detti A, B e C), e determini: se il triangolo è equilatero se il triangolo è isoscele se il triangolo è scaleno se il triangolo è rettangoloNota: si assuma, per il momento, che i valori A,B, C descrivano correttamente un triangolo 24

Analisi del problemaRicordiamo le condizioni matematiche relative allaclassificazione dei triangoli: Equilatero: le lunghezze dei tre lati A, B, C sono uguali tra loro Isoscele: le lunghezze di [almeno] due dei tre lati A, B, C sono uguali tra loro ogni triangolo equilatero è anche isoscele Scaleno: le lunghezze dei tre lati A, B, C sono tutte diverse tra loro Rettangolo: possiede un angolo retto vale il teorema di Pitagora 25

Espressioni matematiche (I)Equilatero A=B=C (A = B) AND (B = C) AND (A = C) (A = B) AND (B = C)Isoscele (A = B) OR (B = C) OR (A = C)Scaleno (A ≠ B) AND (A ≠ C) AND (B ≠ C) 26

Espressioni matematiche (II)Rettangolo Teorema di Pitagora Ipotenusa2 = Cateto2 + Cateto2 L’ipotenusa può essere uno qualunque dei lati A, B oppure C (A2 = B2+C2) OR (B2 = A2+C2) OR (C2 = A2+B2) 27

Condizioni in CEquilatero a==b && b==cIsoscele a==b || b==c || a==cScaleno a!=b && b!=c && a!=cRettangolo (a*a == b*b + c*c) || (b*b == a*a + c*c) || (c*c == a*a + b*b) 28

Verifica “Classificazione triangolo 1”Analizziamo il codice dell’esercizio everifichiamone il corretto funzionamento triangolo.c 30

if- Istruzioni if-else annidateAnnidamento di istruzioni if-elseOpzionalità del ramo elseCatene if-else if-...-elseEsercizio propostoVerifica della soluzione 2

if-Istruzioni if-else annidate

Scelte annidateNelle istruzioni del V Fblocco “vero” o del C1blocco “else”, è A1possibile inserire altriblocchi di scelta V F B C2In tal caso la secondascelta risulta annidata A2 A3all’interno della prima A4 4

Caso 1C1 vero, C2 vero V F Istruzioni eseguite: C1 A1, A2, A4 A1 V F B C2 A2 A3 A4 5

Caso 2C1 vero, C2 vero V F Istruzioni eseguite: C1 A1, A2, A4 A1C1 vero, C2 falso V F B Istruzioni eseguite: C2 A1, A3, A4 A2 A3 A4 6

Caso 3C1 vero, C2 vero V F Istruzioni eseguite: C1 A1, A2, A4 A1C1 vero, C2 falso V F B Istruzioni eseguite: C2 A1, A3, A4C1 falso, C2 A2 A3indifferente Istruzioni eseguite: B A4 7

Corretto annidamentoL’intero blocco di V Fscelta più interno C1(dalla condizione fino A1al ricongiungimento)deve essere V F B C2completamentecontenuto all’interno A2 A3di uno dei rami delblocco più esterno A4 8

Sintassi Cif ( C1 ){ A1 ; V F C1 if ( C2 ) { A1 A2 ; } V F B else C2 { A3 ; A2 A3 } A4 ;} A4else{ B ; 9}

Sintassi Cif ( C1 ){ A ; V F C1}else B1{ B1 ; A V F C2 if ( C2 ) { B2 ; B2 B3 } else { B4 B3 ; } B4 ; 10}

Caso generale V F C1 A1 B1V F V F C2 C3A2 A3 B2 B3 A4 B4 11

Sintassi Cif ( C1 ) else{ { V F C1 A1 ; B1 ; if ( C2 ) if ( C3 ) A1 B1 { { V F V F A2 ; B2 ; C2 C3 } } else else A2 A3 B2 B3 { { A3 ; B3 ; } } A4 B4 A4 ; B4 ;} } 12

Sintassi CUn’istruzione if può comparire ovunque anche all’interno del blocco “vero” o “falso” di un’altra istruzione ifOccorre garantire il corretto annidamento delleistruzioni le istruzioni annidate vanno completamente contenute tra le parentesi graffe {...} 13

EsempioRicordiamo l’esercizio sull’algoritmo risolutivodelle equazioni di primo grado ax+b=0La soluzione è: x=–b/a solo se a≠0 14

Soluzione (parziale)leggi a V F a≠0?leggi b calcola x = –b/a stampa “errore” stampa x 15

EsempioRicordiamo l’esercizio sull’algoritmo risolutivodelle equazioni di primo grado ax+b=0La soluzione è: x=–b/a solo se a≠0 x = indeterminato (infinite soluzioni) se a=0 e b=0 x = impossibile (nessuna soluzione) se a=0 e b≠0 16

Soluzione (completa)leggi a V F a≠0?leggi b b=0? V F calcola x = –b/a stampa stampa “indeterminata” “impossibile” stampa x 17

Soluzione in C (1/2)#include <stdio.h>#include <stdlib.h> primogrado.cint main(void void) void{ float a, b ; float x ; printf("Risoluzione eq. di primo gradon"); printf("Equazione: a x + b = 0n") ; /* Leggi A e B */ printf("Immetti coefficiente a: "); scanf("%f", &a) ; printf("Immetti coefficiente b: "); scanf("%f", &b) ; 18

Soluzione in C (2/2) if( a != 0 ) if { x = - b / a ; printf("La soluzione e x = %fn", x) ; } else { if( if b==0 ) { printf("Equazione indeterminatan"); } else { printf("Equazione impossibilen"); } }} 19

Forme abbreviateRicordiamo che: Se il ramo “vero” oppure il ramo “falso” è composto da una sola istruzione, allora le parentesi graffe {...} sono opzionali Se il ramo “falso” non contiene istruzioni, allora la clausola else si può omettereNel contesto di if annidati, queste regolepossono creare una potenziale ambiguità 21

Esempioif(if a>0 ){ c = a ;}else if( if a>0 ){ c = a ; if( b>0 ) if { = else if( if b>0 ) c = b ; c = b ; } else else c = 0 ; { c = 0 ; }} 22

Esempio problematico if( if a>0 ) if( if b>0 ) c = a + b ; else c = 0 ;if(if a>0 )if(if b>0 )c = a + b ;else ?c = 0 ; if( if a>0 ) if( if b>0 ) c = a + b ; else c = 0 ; 23

RegolaOgni clausola else, in assenza di parentesigraffe che ne esplicitino l’attribuzione, è daintendersi riferita all’istruzione if più vicina (perla quale non sia ancora stata attribuita unaclausola else) if( if a>0 )if(if a>0 ) {if(if b>0 ) if( if b>0 )c = a + b ; c = a + b ;else elsec = 0 ; c = 0 ; } 24

Suggerimento In presenza di if annidate, è conveniente abbondare con le parentesi graffe if( if a>0 ) if( if b>0 ) c = a + b ; else c = 0 ;if(if a>0 ) if( if a>0 ){ { if b>0 ) if( if( if b>0 ) c = a + b ; c = a + b ;} elseelse c = 0 ; c = 0 ; } 25

Catene di istruzioni condizionaliTalvolta occorre verificare, in sequenza, una seriedi condizioni particolari, trovando la primacondizione vera tra quelle possibiliEsempio: Dato un numero intero tra 1 e 12, che rappresenta il mese corrente, stampare il nome del mese per esteso (“Gennaio” ... “Dicembre”) 27

Soluzioneif( mese == 1 )if printf("Gennaion") ;else{ mesi.c if( if mese == 2 ) printf("Febbraion") ; else { if( if mese == 3 ) printf("Marzon") ; else { if( if mese == 4 ) printf("Aprilen") ; else { ....... /* continua fino a 12 */ } } } 28}

Analisi della soluzioneif(if( mese == 1 ) printf("Gennaio ("Gennaio printf("Gennaion") ;else{ if( mese == 2 ) if( else printf("Febbraio ("Febbraio printf("Febbraion") ; Annidamento { if( if( mese == 3 ) else { printf("Marzo ("Marzo printf("Marzon") ; eccessivo if( if( mese == 4 ) Scarsa leggibilità printf("Aprile printf("Aprilen") ; ("Aprile else { if( if( mese == 5 ) printf("Maggio ("Maggio printf("Maggion") ; else Difficile identificazione { if( mese == 6 ) if( printf("Giugno ("Giugno printf("Giugnon") ; else { delle {...} if( if( mese == 7 ) printf("Luglio printf("Luglion") ; ("Luglio else { if( if( mese == 8 ) else { printf("Agosto if( ("Agosto printf("Agoston") ; if( mese == 9 ) printf("Settembren") ; printf("Settembre ("Settembre corrispondenti else { if( if( mese == 10 ) printf("Ottobre ("Ottobre printf("Ottobren") ; else { if( if( mese == 11 ) else { printf("Novembre if( ("Novembre printf("Novembren") ; if( mese == 12 ) Esistono formattazioni printf("Dicembre ("Dicembre printf("Dicembren") ; } } else printf("MESE ERRATO! printf("MESE ERRATO!n") ; migliori? } } } } } } } }} 29

Soluzione più leggibileif( mese == 1 )if printf("Gennaion") ;else if( mese == 2 ) if printf("Febbraion") ; mesi2.celse if mese == 3 ) if( printf("Marzon") ;else if mese == 4 ) if( printf("Aprilen") ;else if mese == 5 ) if( printf("Maggion") ;............................else if mese == 9 ) if( printf("Settembren") ;else if mese == 10 ) if( printf("Ottobren") ;else if mese == 11 ) if( printf("Novembren") ;else if mese == 12 ) if( printf("Dicembren") ;else 30 printf("MESE ERRATO!n") ;

In generale...In ogni ramo “falso” c’è if ( C1 )una sola istruzione: { A1 ;la if-else annidata } anche se a sua volta else if ( C2 ) { contiene altre istruzioni, A2 ; è comunque considerata } una sola istruzione else if ( C3 ) {È possibile omettere le A3 ; }parentesi nel ramo else .......... elseÈ conveniente rimuovere {l’indentazione An ; }Ricordarsi dell’else finale 31

Esercizio “Classificazione triangolo 2”Si scriva un programma in linguaggio C che leggada tastiera i valori delle lunghezze dei tre lati diun triangolo (detti A, B e C), e determini: se il triangolo è equilatero se il triangolo è isoscele se il triangolo è scaleno se il triangolo è rettangoloIl programma, prima di classificare il triangolo,controlli se i numeri A, B, C rappresentanocorrettamente un triangolo 33

AnalisiData una terna di numeri A, B, C, non è dettoche si possa costruire un triangolo con talilunghezze dei lati La lunghezza di ciascun lato deve essere un numero positivo Ogni lato deve essere minore della somma degli altri due Ogni lato deve essere maggiore della differenza degli altri due A B C B ? A C 34

Struttura propostaif (i lati non sono positivi){ printf("errore") ;}else if (ogni lato non è minore della somma degli altri){ printf("errore") ;}else if (ogni lato non è maggiore della differenza degli altri){ printf("errore") ;}else{ /* caso normale */ ...vedi triangolo.c} 35

Condizioni booleane“i lati non sono positivi” a<=0 || b<=0 || c<=0“ogni lato non è minore della somma degli altri” a>=b+c || b>=a+c || c>=a+b“ogni lato non è maggiore della differenza deglialtri” attenzione: la differenza va presa in valore assoluto! prima di calcolare A-B, occorre verificare che A>B, altrimenti bisogna calcolare B-A 36

Condizioni booleane (2)“ogni lato non è maggiore della differenza deglialtri” ( (b>c) && a <= b-c ) || ( (b<=c) && a <= c-b ) || ( (a>c) && b <= a-c ) || ( (a<=c) && b <= c-a ) || ( (a>b) && c <= b-a ) || ( (a<=b) && c <= a-b ) 37

Verifica “Classificazione triangolo 2”Analizziamo il codice dell’esercizio everifichiamone il corretto funzionamento triangolo2.c 39

Istruzione switchSintassi dell’istruzioneParticolarità dell’istruzioneEsercizio propostoVerifica della soluzione 2

Istruzione switch

Scelte multiple if( if mese == 1 )Quando occorre printf("Gennaion") ;compiere una else if mese == 2 ) if( printf("Febbraion") ;sequenza di scelte, in else if mese == 3 ) if( printf("Marzon") ;funzione del valore di else if mese == 4 ) if( printf("Aprilen") ;una variabile, occorre else if mese == 5 ) if(una catena di if- printf("Maggion") ; ............................else else if mese == 9 ) if( printf("Settembren") ;Lo stesso risultato si else if mese == 10 ) if( printf("Ottobren") ;può ottenere in forma else if mese == 11 ) if( printf("Novembren") ;più compatta else if mese == 12 ) if(mediante l’istruzione printf("Dicembren") ; elseswitch printf("MESE ERRATO!n") ; 4

Sintassi istruzione switchswitch ( e ){ case v1: e=... A1 ; e=v1 e=v2 altrimenti break ; e=v3 A1 case v2: A2 ; A2 break ; A3 ... case v3: A3 ; An break ; ........... default: default An ; 5}

Precisazioni (1/2)L’espressione e può essere una variabile oppureun’espressione aritmetica Il tipo di dato deve essere int, char o enumCiascun caso è identificato da una costante L’espressione e viene confrontata con il valore delle costanti v1...vn Il tipo di dato deve essere compatibileCiascun caso è delimitato da case...break Non vi sono parentesi graffe {...} 6

Precisazioni (2/2)I casi possono apparire in qualsiasi ordine Devono essere tutti diversiVerrà selezionato al più un casoIl caso default viene valutato se e solo senessuno degli altri casi è stato considerato Opzionale, ma sempre consigliato 7

L’istruzione breakIl significato di break è di portare l’esecuzionedel programma fino al termine del costruttoswitch “Salta alla chiusa graffa”: }In assenza di break, l’esecuzione proseguirebbeattraverso il caso successivo Né il prossimo case, né eventuali parentesi graffe, possono fermare l’esecuzione lineare 8

Casi multipliPotrebbe essere necessario eseguire lo stessocodice in corrispondenza di diversi valoridell’espressioneÈ possibile accomunare più casi, indicandoliconsecutivamenteswitch(switch ora ){ switch( switch ora ) case 12: pranzo = 1 ; { break; break case 12: case 13: case 13: pranzo = 1 ; pranzo = 1 ; break; break; break break} } 9

Esempioswitch( mese )switch{ case 1: printf("Gennaion") ; mesi3.c break ; case 2: printf("Febbraion") ; break ; case 3: printf("Marzon") ; break ; case 4: printf("Aprilen") ; break ; .............................. case 12: printf("Dicembren") ; break ; default: default printf("MESE ERRATO!n") ; 10}

Istruzione switch

Istruzione atipicaL’istruzione switch è anomala sotto diversi puntidi vista: Non utilizza le parentesi graffe per l’annidamento delle istruzioni interne Prevede solamente il controllo di uguaglianza e==v Richiede che i valori da confrontare siano costanti break e default sono opzionaliOccorre una forte disciplina nell’utilizzarlacorrettamente! 12

Errore frequente switch( switch ora ) { È errato dimenticare case 12: l’istruzione break al pranzo = 1 ; case 20: termine di ogni caso cena = 1 ; break; break }viene interpretato come forma correttaswitch(switch ora ) switch( switch ora ){ { case 12: case 12: pranzo = 1 ; pranzo = 1 ; cena = 1 ; break; break break; break case 20: case 20: cena = 1 ; cena = 1 ; break; break break; break } 13}

Errore frequenteÈ errato utilizzare variabili come valori dei singolicaseSe non è possibile usare costanti, allora utilizzaredelle catene di if-else forma correttaswitch(switch ora ) if( if ora==orapranzo ){ { case orapranzo: pranzo = 1 ; pranzo = 1 ; } break; break else if ora==oracena ) if( case oracena: { cena = 1 ; cena = 1 ; break; break }} 14

Errore frequente È errato pensare di poter fare confronti di ordine, o confronti multipli Utilizzare sequenze di if-else Non usare else if se i casi non sono mutuamente esclusivi forma correttaswitch(switch ora ) if( if ora<12 ){ { case <12: mattino = 1 ; mattino = 1 ; } break; break if( if ora==12 || 20 ) case 12 || 20: { pasti = 1 ; pasti = 1 ; break; break } 15}

SuggerimentoUtilizzare sempre l’istruzione defaultAnche se non vi è ragione apparente, èopportuno che il programma intercetti valorierrati della variabileswitch(switch ora ){ ...... default: default printf("Errore: valore inatteso %d per la variabile oran", ora) ;} 16

SuggerimentoPosizionare l’istruzione default come ultimocaso dello switch Potrebbe stare ovunque Maggiore leggibilitàL’istruzione break finale si può omettere 17

Istruzione switch

Esercizio “Semplice calcolatrice”Si scriva un programma in linguaggio C cheimplementi una semplice calcolatrice in grado dicompiere le 4 operazioni (+ – × ÷) tra numeriinteriIl programma presenti un semplice menù da cuil’utente indichi (con un numero tra 1 e 4)l’operazione da svolgereIn seguito il programma acquisirà da tastiera idue operandi e stamperà il risultatodell’operazione 19

Soluzione (1/4)#include <stdio.h>#include <stdlib.h> calcola.cint main(void){ int op ; int a, b, c ; int err ; printf("Semplice calcolatricenn") ; printf("Inserisci 1 per la somman"); printf("Inserisci 2 per la sottrazionen"); printf("Inserisci 3 per la moltiplicazionen"); printf("Inserisci 4 per la divisionen"); printf("La tua scelta:") ; scanf("%d", &op) ; 20

Soluzione (2/4)printf("Inserisci il primo operando: ") ;scanf("%d", &a) ;printf("Inserisci il secondo operando: ") ;scanf("%d", &b) ; 21

Soluzione (3/4)err = 0 ;switch(switch op ){ case 1: c = a + b ; break ; case 2: c = a - b ; break ; case 3: c = a * b ; break ; case 4: c = a / b ; break ; default: default printf("Operazione erratan") ; err = 1 ;} 22

Soluzione (3/4)err = 0 ; case 4:switch(switch op ) if( if b == 0 ){ { case 1: printf("Divisione per zero!n"); c = a + b ;err = 1 ; break ;} case 2: else c = a -{b ; break ; c = a / b ; case 3: } c = a *break ; b ; break ; case 4: c = a / b ; break ; default: default printf("Operazione erratan") ; err = 1 ;} 23

Soluzione (4/4) if( if err == 0 ) { printf("Il risultato vale: %dn", c) ; }} 24

Istruzione switch

Verifica “Semplice calcolatrice”Analizziamo il codice dell’esercizio everifichiamone il corretto funzionamento calcola.c 26

Esercizi propostiEsercizi sul calcolo del massimoEsercizio “Equazione di secondo grado”Esercizio “Re e Regina” 2

Esercizi proposti

Esercizio “Calcolo del massimo”Si scriva un programma in linguaggio C cheacquisisca due numeri interi da tastiera e: determini, stampando un messaggio opportuno quale dei due numeri (il primo o il secondo) sia maggiore stampi il valore di tale numeroSi trascuri il caso in cui i due numeri siano uguali 4

EsempioCALCOLO DEL MASSIMO TRA DUE NUMERIInserisci il primo numero: 10Inserisci il secondo numero: -3Il maggiore tra i numeri inseriti e il primoIl valore del numero maggiore e 10 5

AnalisiChiamiamo A e B i due numeri introdottidall’utenteChiamiamo MAX il valore del maggiore tra i dueOccorre verificare la condizione A>B Se A>B, allora MAX sarà pari ad A Altrimenti, MAX sarà pari a B 6

Diagramma di flussoLeggi A,B V F max.c A>B Stampa Stampa “primo” “secondo” MAX=A MAX=B Stampa MAX 7

Esercizio “Calcolo del massimo a 3”Si scriva un programma in linguaggio C cheacquisisca tre numeri interi da tastiera e: determini, stampando un messaggio opportuno quale dei tre numeri (il primo, il secondo o il terzo) sia maggiore stampi il valore di tale numeroSi trascuri il caso in cui i numeri siano uguali 8

EsempioCALCOLO DEL MASSIMO TRA TRE NUMERIInserisci il primo numero: 10Inserisci il secondo numero: -3Inserisci il terzo numero: 15Il maggiore tra i numeri inseriti e il terzoIl valore del numero maggiore e 15 9

AnalisiChiamiamo A, B, C i tre numeri inseritiSi può procedere in due modi Usando istruzioni if annidate se A>B, allora controlla se A>C ... max3-if.c 10

AnalisiChiamiamo A, B, C i tre numeri inseritiSi può procedere in due modi Usando istruzioni if annidate se A>B, allora controlla se A>C ... max3-if.c Usando espressioni condizionali complesse se A>B e A>C ... 11 max3-and.c

Esercizi proposti

Esercizio “Equazione di secondo grado”Data l’equazione a x2 + b x + c = 0con a, b e c inseriti da tastiera, determinare ilvalore (o i valori) di x che risolvono l’equazione 13

AnalisiRicordiamo la formularisolutiva per le − b ± b 2 − 4ac x1, 2 =equazioni di secondo 2agradoLa quantità sottoradice è il ∆ = b 2 − 4acdiscriminante ∆Vi sono vari casipossibili se a≠0 o a=0 se ∆>0, ∆=0 o ∆<0 14

Casi possibiliCaso Situazione Soluzione/i Equazione di primo x = −c / ba=0 grado Impossibile se b = 0, c ≠ 0 Indeterminata se b = 0, c = 0a≠0 Due soluzioni reali − b ± b 2 − 4ac x1, 2 =∆>0 distinte 2aa≠0 Due soluzioni reali −b x1 = x2 =∆=0 coincidenti 2aa≠0 Due soluzioni x1, 2 = R ± iC complesse coniugate∆<0 R = − b 2a , C = b 2 − 4ac 2a 15

SoluzioneAcquisire a, b, cSe a=0, risolvere l’equazione di secondogrado.cprimo grado Ri-usiare il codice già scritto, facendo attenzione al nome delle variabiliCalcolare il discriminante ∆ Il nome della variabile sarà deltaIn funzione del segno di delta, usare la formulaopportuna 16

Esercizi proposti

Esercizio “Re e Regina”Su una scacchiera 8x8 sono posizionati due pezzi:il Re bianco e la Regina neraSi scriva un programma in linguaggio C che,acquisite le posizioni del Re e della Regina,determini se la Regina è in posizione tale dapoter mangiare il Re Le posizioni dei due pezzi sono identificate mediante la riga e la colonna su cui si trovano, espresse come numeri interi tra 1 e 8 18

Analisi 1 2 3 4 5 6 7 812345678 19

Analisi 1 2 3 4 5 6 7 81 Re bianco: riga 32 colonna 23 Regina nera: riga 64 colonna 65678 20

Analisi 1 2 3 4 5 6 7 81 Re bianco: riga 32 colonna 23 Regina nera: riga 64 colonna 656 Il Re è salvo78 21

Analisi 1 2 3 4 5 6 7 81 Re bianco: riga 32 colonna 23 Regina nera: riga 64 colonna 556 Il Re è sotto scacco78 22

Soluzione (1/2) ck cqAcquisire le coordinate dei pezzi Re: rk, ck rk K Regina: rq, cq rq QControllare se la Regina è sulla stessa riga del Re rq==rk è sulla stessa colonna del Re cq==ck è sulla stessa diagonale discendente del Re è sulla stessa diagonale ascendente del Re 23

Soluzione (1/2) - DiagonaliDiagonale discendente K r–c costante rq-cq == rk-ck QDiagonale ascendente K r+c costante rq+cq == rk+ck Q 24

Soluzione (2/2)Conviene utilizzare una variabile logica scacco scacco.c inizializzare scacco=0 fare i vari tipi di controlli se si verifica una condizione di scacco, porre scacco=1Al termine dei controlli, in funzione del valore discacco, stampare il messaggio opportuno se scacco==0, il Re è salvo se scacco==1, il Re è sotto scacco 25

Argomenti trattatiRamificazione del flusso di esecuzioneIstruzione if-elseCondizioni Booleane semplici e complesseAnnidamento di istruzioni if-elseIstruzione switch 2

Tecniche di programmazioneCatene di istruzioni if-else if-...-elseAnnidamento delle istruzioni o condizioniBooleane complesseUso di variabili logiche per tenere traccia dellecondizioni incontrateIstruzione switch per sostituire alcuni tipi dicatene if-else ifUso di else e default per catturare condizionianomale 3

SuggerimentiAnalizzare sempre tutti i casi possibili prima diiniziare a scrivere il programmaAbbondare con le parentesi graffeCurare l’indentazioneAggiungere commenti in corrispondenza dellaclausola else e della graffa di chiusura 4

Programmazione in C

Cicli ed iterazioniLa ripetizioneIstruzione whileSchemi ricorrenti nei cicliIstruzione forApprofondimentiEsercizi propostiSommario 2

Riferimenti al materialeTesti Kernighan & Ritchie: capitolo 3 Cabodi, Quer, Sonza Reorda: capitolo 4 Dietel & Dietel: capitolo 4Dispense Scheda: “Cicli ed iterazioni in C” 3

Cicli ed iterazioni

La ripetizioneConcetto di cicloStruttura di un cicloNumero di iterazioni noteNumero di iterazioni ignote 5

La ripetizione

Flusso di esecuzione ciclicoÈ spesso utile poter Aripetere alcune parti delprogramma più volteNel diagramma di flusso, Bcorrisponde a “tornareindietro” ad un blocco CprecedenteSolitamente la V D?ripetizione è controllatada una condizione Fbooleana E 7

Flusso di esecuzione ciclicoPrima del AcicloIstruzioni Bche vengonoripetute CCondizione V D?di ripetizione FDopo il ciclo E 8

Errore frequenteOgni ciclo porta in sé il rischio di un grave erroredi programmazione: il fatto che il ciclo vengaripetuto indefinitamente, senza mai uscireIl programmatore deve garantire che ogni ciclo,dopo un certo numero di iterazioni, vengaterminato La condizione booleana di controllo dell’iterazione deve divenire falsa 9

Istruzioni eseguibili ed eseguiteIstruzioni eseguibili Le istruzioni che fanno parte del programma Corrispondono alle istruzioni del sorgente CIstruzioni eseguite Le istruzioni effettivamente eseguite durante una specifica esecuzione del programma Dipendono dai dati inseritiNel caso di scelte, alcune istruzioni eseguibili nonverranno eseguiteNel caso di cicli, alcune istruzioni eseguibiliverranno eseguite varie volte 10

Notazione grafica (while) AV F C B D 11

Notazione grafica (while) A Ingresso Condizione V F C Corpo BRitorno Uscita D 12

Flussi di esecuzione A Zero iterazioni AV F C → Falso C D B D 13

Flussi di esecuzione A Una iterazione AV F C → Vero C B C → Falso D B D 14

Flussi di esecuzione A Due iterazioni AV F C → Vero C B C → Vero B B C → Falso D D 15

Notazione grafica (do-while) A BV F C D 16

Notazione grafica (do-while) AIngresso Corpo B Condizione V F C Ritorno Uscita D 17

Flussi di esecuzione A Una iterazione A B C → Falso B DV F C D 18

Flussi di esecuzione A Due iterazioni A B C → Vero B B C → FalsoV F D C D 19

Flussi di esecuzione A Tre iterazioni A B C → Vero B B C → VeroV F B C C → Falso D D 20

La ripetizione

ProblemiNello strutturare un ciclo occorre garantire: Che il ciclo possa terminare Che il numero di iterazioni sia quello desideratoIl corpo centrale del ciclo può venire eseguito piùvolte: La prima volta lavorerà con variabili che sono state inizializzate al di fuori del ciclo Le volte successive lavorerà con variabili che possono essere state modificare nell’iterazione precedente Garantire la correttezza sia della prima, che delle altre iterazioni 22

Anatomia di un ciclo (1/5)Conviene concepire il ciclo come 4 fasi Inizializzazione Condizione di ripetizione Corpo Aggiornamento 23

Anatomia di un ciclo (2/5)Conviene concepire il ciclo come 4 fasi Inizializzazione Assegnazione del valore iniziale a tutte le variabili che vengono lette durante il ciclo (nel corpo o nella condizione) Condizione di ripetizione Corpo Aggiornamento 24

Anatomia di un ciclo (3/5)Conviene concepire il ciclo come 4 fasi Inizializzazione Condizione di ripetizione Condizione, di solito inizialmente vera, che al termine del ciclo diventerà falsa Deve dipendere da variabili che saranno modificate all’interno del ciclo (nel corpo o nell’aggiornamento) Corpo Aggiornamento 25

Anatomia di un ciclo (4/5)Conviene concepire il ciclo come 4 fasi Inizializzazione Condizione di ripetizione Corpo Le istruzioni che effettivamente occorre ripetere Sono lo scopo per cui il ciclo viene realizzato Posso usare le variabili inizializzate Posso modificare le variabili Aggiornamento 26

Anatomia di un ciclo (5/5)Conviene concepire il ciclo come 4 fasi Inizializzazione Condizione di ripetizione Corpo Aggiornamento Modifica di una o più variabili in grado di aggiornare il valore della condizione di ripetizione Tengono “traccia” del progresso dell’iterazione 27

La ripetizione

Tipologie di cicliCicli in cui il numero di iterazioni sia noto a priori,ossia prima di entrare nel ciclo stesso Solitamente si usa una variabile “contatore” L’aggiornamento consiste in un incrememto o decremento della variabileCicli in cui il numero di iterazioni non sia noto apriori, ma dipenda dai dati elaborati nel ciclo Solitamente si una una condizione dipendente da una variabile letta da tastiera oppure calcolata nel corpo del ciclo Difficile distinguere il corpo dall’aggiornamento Problema di inizializzazione 29

Cicli con iterazioni note c=0 InizializzazioneV F Condizione c<N Corpo corpo Aggiornamento c=c+1 30

Cicli con iterazioni note c=0 Forma 0...N-1 Prima iterazione: c=0V F c<N Ultima iterazione: c=N-1 Corpo ripetuto: corpo N volte Al termine del ciclo c=c+1 c=N condizione falsa 31

Cicli con iterazioni note c=1 Forma 1...N Prima iterazione: c=1V F c≤N Ultima iterazione: c=N Corpo ripetuto: corpo N volte Al termine del ciclo c=c+1 c=N+1 condizione falsa 32

Cicli con iterazioni note c=N Forma N...1 Prima iterazione: c=NV F c>0 Ultima iterazione: c=1 Corpo ripetuto: corpo N volte Al termine del ciclo c=c–1 c=0 condizione falsa 33

Cicli con iterazioni note c=N–1 Forma N-1...0 Prima iterazione: c=N-1V F c≥0 Ultima iterazione: c=0 Corpo ripetuto: corpo N volte Al termine del ciclo c=c–1 c=-1 condizione falsa 34

EsempioAcquisire da tastiera una sequenza di numeriinteri e stamparne la somma.Il programma inizialmente chiede all’utente quanti numeri intende inserire in seguito richiede uno ad uno i dati infine stampa la somma 35

Soluzioneleggi N V F c<Ntot = 0 leggi dato stampa totc=0 tot = tot + dato c=c+1 36

La ripetizione

Cicli con iterazioni ignoteNon esiste uno schema generaleEsempio: Acquisire da tastiera una sequenza di numeri interi e stamparne la somma. Il termine della sequenza viene indicato inserendo un dato pari a zero. 38

Soluzione parziale V F ?????tot = 0 leggi dato stampa tot tot = tot + dato 39

Soluzione 1dato = 7 V F dato ≠ 0tot = 0 leggi dato stampa tot tot = tot + dato 40

Soluzione 2leggi dato V F dato ≠ 0tot = dato leggi dato stampa tot tot = tot + dato 41

Soluzione 3 leggi datotot = 0 tot = tot + dato stampa tot dato ≠ 0 V F 42

Errore frequenteDimenticare l’inizializzazione di una variabileutilizzata all’interno del ciclo dato = 7 V F dato ≠ 0 tot = 0 leggi dato stampa tot tot = tot + dato 43

Errore frequenteDimenticare l’incremento della variabile contatore leggi N V F c<N tot = 0 leggi dato stampa tot c=0 tot = tot + dato c=c+1 44

Errore frequenteDimenticare di inizializzare le altre variabili (oltreal contatore) leggi N V F c<N tot = 0 leggi dato stampa tot c=0 tot = tot + dato c=c+1 45

Cicli ed iterazioni

Istruzione whileSintassi dell’istruzioneEsercizio “Media aritmetica”Esecuzione del programmaCicli while annidatiEsercizio “Quadrato” 2

Istruzione while

Istruzioni di ripetizione in CNel linguaggio C esistono tre distinte istruzioni diiterazione while do-while forLa forma più generale è l’istruzione di tipo whileL’istruzione do-while si usa in taluni contesti(es. controllo errori di input)L’istruzione for è usatissima, soprattutto pernumero di iterazioni noto 4

Istruzione whilewhile ( C ) V F C{ B ;} B 5

Comportamento del while 1. Valuta la condizione C 2. Se C è falsa, salta completamente l’iterazionewhile ( C ) e vai all’istruzione che{ segue la } B ; 3. Se C è vera, esegui una} volta il blocco di istruzioni B 4. Al termine del blocco B, ritorna al punto 1. per rivalutare la condizione C 6

Numero di iterazioni noteint i, N ;i = 0 ;while ( i < N ){ /* Corpo dell’iterazione */ ... i = i + 1 ;} 7

Esempioint i ; num1-10.ci = 1 ;while ( i <= 10 ){ printf("Numero = %dn", i) ; i = i + 1 ;} 8

Esempioint i, n ; fatt.cfloat f ;.... /* leggi n */ ....i = 2 ;f = 1.0 ;while ( i <= n ){ f = f * i ; i = i + 1 ;}printf("Fattoriale di %d = %fn", n, f); 9

ParticolaritàNel caso in cui il corpo del while sia compostodi una sola istruzione, si possono omettere leparentesi graffe Non succede quasi maiwhile ( C ){ while ( C ) B ; B ;} 10

Istruzione while

Esercizio “Media aritmetica”Si realizzi un programma C in grado di Leggere un numero naturale n Leggere n numeri reali Calcolare e visualizzare la media aritmetica di tali numeriOsservazione Attenzione al caso in cui n≤0 12

AnalisiMEDIA ARITMETICAIntroduci n: 3Ora introduci 3 valoriValore 1: 6.5Valore 2: 2.5Valore 3: 3.0Risultato: 4.000000 13

AlgoritmoAcquisisci nInizializza totale = 0Ripeti n volte Acquisisci un dato Somma il dato al totale dei dati acquisitiCalcola e stampa la media = totale / n 14

AlgoritmoAcquisisci nSe n>0 Inizializza totale = 0 Ripeti n volte Acquisisci un dato Somma il dato al totale dei dati acquisiti Calcola e stampa la media = totale / nAltrimenti stampa messaggio di errore 15

Traduzione in C (1/3)#include <stdio.h>#include <stdlib.h> media.c main(void)int main(void{ int i, n ; float dato ; float somma ; printf("MEDIA ARITMETICAn"); /* Leggi n */ printf("Introduci n: "); scanf("%d", &n) ; 16

Traduzione in C (2/3) /* Controlla la correttezza del valore n */ media.c if( if n>0 ) { /* n corretto... procedi! */ ....vedi lucido seguente.... } else { /* n errato in quanto e n <= 0 */ printf("Non ci sono dati da inseriren"); printf("Impossibile calcolare la median"); }} /* main */ 17

Traduzione in C (3/3)/* Leggi i valori e calcola la media */printf("Ora immetti %d valorin", n) ; media.csomma = 0.0 ;i = 0 ;while(while i < n ){ printf("Valore %d: ", i+1) ; scanf("%f", &dato) ; somma = somma + dato ; i = i + 1 ;}printf("Risultato: %fn", somma/n) ; 18

Istruzione while

Verifica “Media aritmetica” media.c 20

Istruzione while

Annidamento di cicliAll’interno del corpo del ciclo while è possibileracchiudere qualsiasi altra istruzione CIn particolare, è possibile racchiudereun’istruzione while all’interno di un’altraistruzione whileIn tal caso, per ogni singola iterazione del ciclowhile più esterno, vi saranno tutte le iterazionipreviste per il ciclo più interno 22

Cicli while annidatiV F C B 23

Cicli while annidatiV F V F C C V F C2 B B2 24

Cicli while annidati V F Cwhile(while C ){ V F while( while C2 ) C2 { B2 ; } B2} 25

Esempioi = 0 ;while(while i<N ) conta99.c{ j = 0 ; while( while j<N ) { printf("i=%d - j=%dn", i, j); j = j + 1 ; } i = i + 1 ;} 26

Esempioi = 0 ;while(while i<N ){ conta99.c j = 0 ; while( while j<N ) { printf("i=%d - j=%dn", i, j); j = j + 1 ; } i=0 - j=0 i = i + 1 ; i=0 - j=1} i=0 - j=2 i=1 - j=0 i=1 - j=1 i=1 - j=2 i=2 - j=0 i=2 - j=1 i=2 - j=2 27

Istruzione while

Esercizio “Quadrato”Si realizzi un programma C in grado di Leggere un numero naturale n Visualizzare un quadrato di lato n costituito da asterischi 29

AnalisiQUADRATOIntroduci n: 5************************* 30

AlgoritmoAcquisisci nRipeti n volte Stampa una riga di n asterischi 31

AlgoritmoAcquisisci nRipeti n volte Stampa una riga di n asterischi Ripeti n volte Stampa un singolo asterisco Vai a capo 32

Traduzione in Ci = 0 ;while(while i<n ) quadrato.c{ j = 0 ; while( while j<n ) { printf("*") ; j = j + 1 ; } printf("n"); i = i + 1 ;} 33

Traduzione in Ci = 0 ;while(while i<n ) quadrato.c{ j = 0 ; while( while j<n ) { Ripeti n volte printf("*") ; j = j + 1 ; } Stampa una riga di n asterischi printf("n"); i = i + 1 ;} 34

Traduzione in Ci = 0 ;while(while i<n ) quadrato.c{ j = 0 ; while( while j<n ) { Stampa n printf("*") ; j = j + 1 ; asterischi } Vai a capo printf("n"); i = i + 1 ;} 35

Traduzione in Ci = 0 ;while(while i<n ) quadrato.c{ j = 0 ; while( while j<n ) { Ripeti n volte printf("*") ; j = j + 1 ; } Stampa un printf("n"); asterisco i = i + 1 ;} 36

Cicli ed iterazioni

Schemi ricorrenti nei cicliContatoriAccumulatoriFlagEsistenza e universalità 2

Schemi ricorrenti nei cicli

ContatoriSpesso in un ciclo è utile sapere Quante iterazioni sono state fatte Quante iterazioni rimangono da fare Quale numero di iterazione sia quella correntePer questi scopi si usano delle “normali” variabiliintere, dette contatori Inizializzate prima del ciclo Incrementate/decrementate ad ogni iterazione Oppure incrementate/decrementate ogni volta che si riscontra una certa condizione 4

Contatoriint i, N ;...i = 0 ;while ( i < N ){ printf("Iterazione %dn", i+1) ; i = i + 1 ;} 5

EsempioScrivere un programma in C che legga dall’utente 10 numeri interi al termine dell’inserimento, stampi quanti tra i numeri inseriti sono positivi quanti tra i numeri inseriti sono negativi quanti tra i numeri inseriti sono nulli 6

Soluzione (1/3) contaposneg.cint npos, nneg, nzero ;....npos = 0 ;nneg = 0 ;nzero = 0 ; 7

Soluzione (2/3)i = 0 ;while(while i<n ){ contaposneg.c printf("Inserisci dato %d: ", i+1); scanf("%d", &dato); if( if dato>0 ) npos = npos + 1 ; else if dato<0 ) if( nneg = nneg + 1 ; else nzero = nzero + 1 ; i = i + 1 ;} 8

Soluzione (3/3) contaposneg.cprintf("Numeri positivi: %dn", npos);printf("Numeri negativi: %dn", nneg);printf("Numeri nulli: %dn", nzero); 9

Accumulatori (1/2)Spesso in un ciclo occorre calcolare un valoreTOT che dipende dall’insieme dei valori analizzatinelle singole iterazioniEsempi: TOT = sommatoria dei dati analizzati TOT = produttoria dei dati analizzati TOT = massimo, minimo dei dati analizzati 1 2.1e7 TOT 184 99 -7 42 3.5 -9 11

Accumulatori (2/2)In questo caso si usano delle variabili (intere oreali) dette accumulatori Inizializzare TOT al valore che dovrebbe avere in assenza di dati (come se fosse n=0) Ad ogni iterazione, aggiornare TOT tenendo conto del dato appena analizzato Al termine del ciclo, TOT avrà il valore desiderato 12

Esempio: somma primi 10 interiSi scriva un programma in C che stampi il valoredella somma dei primi 10 numeri interi 13

AnalisiInizializzazione di TOT Qual è la somma dei primi 0 numeri interi? TOT = 0Aggiornamento di TOT Sapendo che TOT è la somma dei primi (i-1) numeri interi, e sapendo che il prossimo numero intero da sommare vale i, quanto dovrà valere TOT? TOT = TOT + i 14

Soluzione: somma primi 10 interiint tot ;i = 1 ;tot = 0 ;while(while i<=10 ){ tot = tot + i ; i = i + 1 ;}printf("La somma dei numeri da 1 a 10 ");printf("vale %dn", tot) ; 15

Esempio: fattoriale di KSi scriva un programma in C che, dato unnumero intero K, calcoli e stampi il fattoriale di KTOT = K! i=K TOT = K != ∏ i i =1 16

AnalisiInizializzazione di TOT Qual è il valore del fattoriale per K=0? TOT = 1.0Aggiornamento di TOT Sapendo che TOT è pari al fattoriale di i-1, e sapendo che il prossimo numero da considerare è i, quanto dovrà valere TOT? TOT = TOT * i 17

Soluzione: fattoriale di Kfloat tot ;i = 1 ;tot = 1.0 ;while(while i<=K ){ tot = tot * i ; i = i + 1 ;}printf("Il fattoriale di %d ", K);printf("vale %fn", tot) ; 18

Esempio: massimoSi scriva un programma in C che acquisisca da tastiera N numeri reali stampi il valore massimo tra i numeri acquisiti 19

AnalisiInizializzazione di TOT Qual è il valore del massimo in un insieme di 0 numeri? Non esiste, non è definito! TOT = numero molto piccolo, che non possa certamente essere scambiato con il massimoAggiornamento di TOT Sapendo che TOT è pari al massimo dei primi i-1 dati, e sapendo che il prossimo dato da considerare è d, quanto dovrà valere TOT? Se d<=TOT, allora TOT rimane il massimo Se d>TOT, allora il nuovo massimo sarà TOT=d 20

Esempio: massimoint max ;i = 0 ;max = INT_MIN ;while(while i<N ){ scanf("%d", &dato) ; if(dato>max) if max = dato ; i = i + 1 ;}printf("Massimo = %dn", max); 21

Flag, indicatori, variabili logicheSpesso occorre analizzare una serie di dati perdeterminare se si verifica una certa condizioneEsempi: Tra i dati inseriti esiste il numero 100? Esistono due numeri consecutivi uguali? 1 2.1e7 184 SI 99 -7 3.5 -9 NO 23

ProblemiNel momento in cui si “scopre” il fatto, non si puòinterrompere l’elaborazione ma occorrecomunque terminare il cicloAl termine del ciclo, come fare a “ricordarsi” se siera “scoperto” il fatto o no? 24

Una possibile soluzionePer sapere Se una certa condizione si verifica è possibile contare Quante volte quella condizione si verifica ed in seguito verificare Verificare se il conteggio è diverso da zeroCi riconduciamo ad un problema risolubile permezzo di una variabile contatore 25

Esempio 1Tra i dati inseriti esiste il numero 100? Conta quante volte tra i dati inseriti compare il numero 100 Il conteggio è > 0 ? 26

Soluzione (1/3)int i, n ; trova100v1.cint dato ;int conta ;/* conta il numero di "100" letti */printf("TROVA 100n");n = 10 ;printf("Inserisci %d numerin", n); 27

Soluzione (2/3)conta = 0 ; trova100v1.ci = 0 ;while(while i<n ){ printf("Inserisci dato %d: ", i+1); scanf("%d", &dato); if( if dato == 100 ) conta = conta + 1 ; i = i + 1 ;} 28

Soluzione (3/3) trova100v1.cif(if conta != 0 ) printf("Ho trovato il 100n");else printf("NON ho trovato il 100n"); 29

Esempio 2Esistono due numeri consecutivi uguali? Conta quante volte due numeri consecutivi sono uguali Il conteggio è > 0 ? 30

Soluzione (1/3) int i, n ; ugualiv1.c int dato ; int precedente ; int conta ;/* conta il numero di "doppioni" trovati */ printf("TROVA UGUALIn"); n = 10 ; printf("Inserisci %d interin", n); 31

Soluzione (2/3)conta = 0 ;precedente = INT_MAX ; ugualiv1.c/* ipotesi: lutente non lo inserira mai */i = 0 ;while(while i<n ){ printf("Inserisci dato %d: ", i+1); scanf("%d", &dato); if( if dato == precedente ) conta = conta + 1 ; precedente = dato ; i = i + 1 ; 32}

Soluzione (3/3) ugualiv1.cif(if conta != 0 ) printf("Ho trovato dei numeri consecutivi ugualin");else printf("NON ho trovato dei numeri consecutivi ugualin"); 33

SvantaggiIl contatore determina quante volte si verifica lacondizione ricercataIn realtà non mi serve sapere quante volte, masolo se si è verificata almeno una voltaUsiamo un contatore “degenere”, che una voltaarrivato ad 1 non si incrementa più 34

Variabili “flag”Variabili intere che possono assumere solo duevalori Variabile = 0 ⇒ la condizione non si è verificata Variabile = 1 ⇒ la condizione si è verificataViene inizializzata a 0 prima del cicloSe la condizione si verifica all’interno del ciclo,viene posta a 1Al termine del ciclo si verifica il valoreSinonimi: Flag, Variabile logica, Variabilebooleana, Indicatore 35

Analisi i=0 V F i<NControlla se esisteun dato con certe caratteristiche i=i+1 36

Analisiflag = 0 i=0 V F i<N V dato? F flag = 1 i=i+1 37

Analisiflag = 0 i=0 V F flag = 1? V F i<N V dato? F Trovato Non trovato flag = 1 i=i+1 38

Soluzione con flag – esempio 1int trovato ; /* ho visto il numero "100"? */....trovato = 0 ; trova100v2.ci = 0 ;while(while i<n ){ scanf("%d", &dato); if( if dato == 100 ) trovato = 1 ; i = i + 1 ;}if(if trovato != 0 ) printf("Trovato il numero 100n");else 41 printf("NON trovato il numero 100n");

Soluzione con flag – esempio 2int doppi ; /* trovati "doppioni" ? */...doppi = 0 ; ugualiv2.cprecedente = INT_MAX ;i = 0 ;while(while i<n ){ scanf("%d", &dato); if( if dato == precedente ) doppi = 1 ; precedente = dato ; i = i + 1 ;}if(if doppi != 0 ) 42 printf("Trovati consecutivi ugualin");

Ricerca di esistenza o universalitàL’utilizzo dei flag è può essere utile quando sidesiderino verificare delle proprietà su un certoinsieme di dati È vero che tutti i dati verificano la proprietà? È vero che almeno un dato verifica la proprietà? È vero che nessun dato verifica la proprietà? È vero che almeno un dato non verifica la proprietà? 44

EsempiVerificare che tutti i dati inseriti dall’utente sianopositiviDeterminare se una sequenza di dati inseritidall’utente è crescenteDue numeri non sono primi tra loro se hannoalmeno un divisore comune esiste almeno un numero che sia divisore dei due numeri datiUn poligono regolare ha tutti i lati di lunghezzauguale ogni coppia di lati consecutivi ha uguale lunghezza 45

FormalizzazioneÈ vero che tutti i dati verificano la proprietà? ∀x : P(x)È vero che almeno un dato verifica la proprietà? ∃x : P(x)È vero che nessun dato verifica la proprietà? ∀x : not P(x)È vero che almeno un dato non verifica laproprietà? ∃x : not P(x) 46

Realizzazione (1/2)Esistenza: ∃x : P(x) Inizializzo flag F = 0 Ciclo su tutte le x Se P(x) è vera Pongo F = 1 Se F = 1, l’esistenza è dimostrata Se F = 0, l’esistenza è negata 47

Realizzazione (1/2)Esistenza: ∃x : P(x) Universalità: ∀x : P(x) Inizializzo flag F = 0 Inizializzo flag F = 1 Ciclo su tutte le x Ciclo su tutte le x Se P(x) è vera Se P(x) è falsa Pongo F = 1 Pongo F = 0 Se F = 1, l’esistenza Se F = 1, l’universalità è dimostrata è dimostrata Se F = 0, l’esistenza Se F = 0, l’universalità è negata è negata 48

Realizzazione (2/2)Esistenza: ∃x : not P(x) Universalità: ∀x : not P(x) Inizializzo flag F = 0 Inizializzo flag F = 1 Ciclo su tutte le x Ciclo su tutte le x Se P(x) è falsa Se P(x) è vera Pongo F = 1 Pongo F = 0 Se F = 1, l’esistenza è Se F = 1, l’universalità è dimostrata dimostrata Se F = 0, l’esistenza è Se F = 0, l’universalità è negata negata 49

Esempio 1Verificare che tutti i dati inseriti dall’utente sianopositivi int positivi ; ... positivi = 1 ; i = 0 ; while( while i<n ) { ... if( dato <= 0 ) if positivi = 0 ; .... i = i + 1 ; } if( if positivi == 1 ) printf("Tutti positivin"); 50

Esempio 2Determinare se una sequenza di dati inseritidall’utente è crescente int crescente ; ... crescente = 1 ; precedente = INT_MIN ; i = 0 ; while( while i<n ) { ... if( if dato < precedente ) crescente = 0 ; precedente = dato ; .... i = i + 1 ; } 51

Esempio 3Due numeri non sono primi tra loro se hannoalmeno un divisore comune int A, B ; int noprimi ; ... noprimi = 0 ; i = 2 ; while( while i<=A ) { ... if( if (A%i==0) && (B%i==0) ) noprimi = 1 ; .... i = i + 1 ; } 52

Esempio 4Un poligono regolare ha tutti i lati di lunghezzauguale int rego ; ... rego = 1 ; precedente = INT_MIN ; i = 0 ; while( while i<n ) { ... if( if lato != precedente ) rego = 0 ; precedente = lato ; .... i = i + 1 ; } 53

Errore frequente Resettare il flag al valore di inizializzazione, dimenticando di fatto eventuali condizioni incontrate in precedenzatrovato = 0 ; trovato = 0 ;i = 0 ; i = 0 ;while(while i<n ) while( while i<n ){ { ... ... if( if dato == 100 ) if( if dato == 100 ) trovato = 1 ; trovato = 1 ; else trovato = 0 ; ... ... i = i + 1 ; i = i + 1 ;} } 54

Errore frequente Passare ai fatti non appena trovato il primo elemento che soddisfa la proprietàtrovato = 0 ; trovato = 0 ;i = 0 ; i = 0 ;while(while i<n ) while( while i<n ){ { ... ... if( if dato == 100 ) if( if dato == 100 ) { trovato = 1 ; trovato = 1 ; .... printf("W!n"); i = i + 1 ; } } ... if(trovato==1) i = i + 1 ; 55 printf("W!n");}

Errore frequente Pensare che al primo fallimento si possa determinare che la proprietà è falsatrovato = 0 ; trovato = 0 ;i = 0 ; i = 0 ;while(while i<n ) while( while i<n ){ { ... ... if( if dato == 100 ) if( if dato == 100 ) trovato = 1 ; trovato = 1 ; else .... printf("NO!n"); i = i + 1 ; ... } i = i + 1 ; if(trovato==0)} printf("NO!n"); 56

Cicli ed iterazioni

Istruzione forSintassi dell’istruzioneOperatori di autoincrementoCicli for annidati 2

Istruzione for

Istruzione forL’istruzione fondamentale è while La condizione solitamente valuta una variabile di controllo Occorre ricordarsi l’inizializzazione della variabile di controllo Occorre ricordarsi di aggiornare (incrementare, ...) la variabile di controlloL’istruzione for rende più semplice ricordarequeste cose 4

Istruzione for I V Ffor ( I; C; A ) C{ B ;} B A 5

Istruzione for Istruzione di inizializzazione I V Ffor ( I; C; A ) C{ B ; Istruzione di} aggiornamento B ACorpo Condizione 6

Esempio num1-10v2.cint i ;for ( i=1; i<=10; i=i+1 ){ printf("Numero = %dn", i) ;} 7

Equivalenza for while I ;for ( I; C; A ) while ( C ){ { B ; B ;} A ; } 8

Esempio int i ;int i ; i = 1 ;for ( i=1; i<=10; i=i+1 ) while ( i <= 10 ){ { printf("%dn", i) ; printf("%dn", i) ;} i = i + 1 ; } 9

Utilizzo prevalente (1/2)Le istruzioni di inizializzazione I e diaggiornamento A possono essere qualsiasiSolitamente I viene utilizzata per inizializzare ilcontatore di controllo del ciclo, e quindi è del tipo i = 0Solitamente A viene utilizzata per incrementare(o decrementare) il contatore, e quindi è del tipo i = i + 1 for ( I; C; A ) { B ; } 10

Utilizzo prevalente (2/2)L’istruzione for può sostituire un qualsiasi ciclowhileSolitamente viene utilizzata, per maggiorchiarezza, nei cicli con numero di iterazioni noto apriori 11

Cicli for con iterazioni noteint i ; int i ;for ( i=0; i<N; i=i+1 ) for ( i=1; i<=N; i=i+1 ){ { ....... .......} }int i ; int i ;for ( i=N; i>0; i=i-1 ) for ( i=N-1; i>=0; i=i-1){ { ....... .......} } 12

Casi particolari (1/6)Se non è necessario inizializzare nulla, si puòomettere l’istruzione I for( for ; i != 0 ; i = i – 1 ) La condizione C viene comunque valutata prima della prima iterazione, pertanto le variabili coinvolte dovranno essere inizializzate prima dell’inizio del ciclo Il simbolo ; è sempre necessario for ( I; C; A ) { B ; } 13

Casi particolari (2/6)Se l’aggiornamento viene fatto nel ciclo, si puòomettere l’istruzione A for( for dato = INT_MIN; dato != 0 ; ) La responsabilità di aggiornare la variabile di controllo (dato) è quindi del corpo B del ciclo Il simbolo ; è sempre necessario for ( I; C; A ) { B ; } 14

Casi particolari (3/6)Se occorre inizializzare più di una variabile, èpossibile farlo separando le varie inizializzazionicon un simbolo , for( for i=0, j=0; i<N; i=i+1 ) Solitamente uno solo è il contatore del ciclo, gli altri saranno altri contatori, accumulatori o flag for ( I; C; A ) { B ; } 15

Casi particolari (4/6)Se occorre aggiornare più di una variabile, èpossibile farlo separando i vari aggiornamenti conun simbolo , for( for i=0; i<N; i=i+1, k=k-1 ) for ( I; C; A ) { B ; } 16

Casi particolari (5/6)Nel caso in cui si ometta sia I che A, il ciclo fordegenera nel ciclo while equivalente for( for ; i<N; ) while( while i<N ) for ( I; C; A ) { B ; } 17

Casi particolari (6/6)È possibile omettere la condizione C, in tal casoviene considerata come sempre vera for( for i=0; ; i=i+1) Questo costrutto genera un ciclo infinito. È necessario che il ciclo venga interrotto con un altro meccanismo (break, return, exit) Talvolta si incontra anche un ciclo infinito “puro” for( for ; ; ) for ( I; C; A ) { B ; } 18

Istruzione for

Istruzione di aggiornamentoNella maggioranza dei casi, l’istruzione diaggiornamento A consiste in un incremento i = i + 1 oppure in un decremento i = i – 1Il linguaggio C dispone di operatori specifici persemplificare la sintassi di queste operazionifrequenti for ( I; C; A ) { B ; } 20

Operatore di auto-incrementoa++ ; a = a + 1 ;++a ;a-- ; a = a - 1 ;--a ; 21

Cicli for con iterazioni noteint i ; int i ;for ( i=0; i<N; i++ ) for ( i=1; i<=N; i++ ){ { ....... .......} }int i ; int i ;for ( i=N; i>0; i-- ) for ( i=N-1; i>=0; i-- ){ { ....... .......} } 22

Istruzione for

Annidamento di cicliCome sempre, all’interno del corpo B di un ciclo(for o while) è possibile annidare altri cicli(for o while)Non vi è limite al livello di annidamentoI cicli più interni sono sempre eseguiti “piùvelocemente” dei cicli più esterni 24

Esempio conta99v2.cfor(for i=0; i<N; i++ ){ for( for j=0; j<N; j++ ) { printf("i=%d - j=%dn", i, j); }} 25

EsercizioSi scriva un programma in linguaggio C che acquisisca da tastiera 10 numeri per ciascuno di tali numeri determini se è un numero primo, stampando immediatamente un messaggio opportuno al termine, se nessuno tra i numeri inseriti era un numero primo, stampi un messaggio opportuno 26

Analisi (1/2)TROVA PRIMIInserisci 4 numeri interiInserisci dato 1: 6Inserisci dato 2: 3E un numero primoInserisci dato 3: 4Inserisci dato 4: 5E un numero primo 27

Analisi (2/2)TROVA PRIMIInserisci 4 numeri interiInserisci dato 1: 4Inserisci dato 2: 6Inserisci dato 3: 8Inserisci dato 4: 9Non cerano numeri primi 28

Numero primo 10primi.cprimo = 1 ;for(for j=2; j<dato; j++){ if( if dato%j == 0 ) primo = 0 ;} 29

Stampa se non ci sono primifor( i=0; i<n; i++ ) 10primi.c{ scanf("%d", &dato); ....determina se è un numero primo.... if( primo == 1 ) { printf("E un numero primon"); }} 30

Stampa se è un primotrovato = 0 ; 10primi.cfor(for i=0; i<n; i++ ){ ....acquisisci dato e determina se è un numero primo.... if( if primo == 1 ) { printf("E un numero primon"); trovato = 1 ; }}if( trovato == 0 )if printf("Non ci sono primin") ; 31

Vista d’insiemetrovato = 0 ;for( i=0; i<n; i++ )for{ 10primi.c scanf("%d", &dato); primo = 1 ; for( j=2; j<dato; j++ ) for { if( if dato%j == 0 ) primo = 0 ; } if( if primo == 1 ) { printf("E un numero primon"); trovato = 1 ; }}if(if trovato == 0 ) printf("Non cerano numeri primin"); 32

Vista d’insiemetrovato = 0 ;for( i=0; i<n; i++ )for{ scanf("%d", &dato); Ciclo esterno primo = 1 ; for( j=2; j<dato; j++ ) for { if( if dato%j == 0 ) primo = 0 ; } Ciclo interno if( if primo == 1 ) { printf("E un numero primon"); trovato = 1 ; }}if(if trovato == 0 ) printf("Non cerano numeri primin"); 33

Vista d’insiemetrovato = 0 ; Flag interno:for( i=0; i<n; i++ )for{ numero primo scanf("%d", &dato); primo = 1 ; for( j=2; j<dato; j++ ) for { if( if dato%j == 0 ) Inizializzazione primo = 0 ; } if( if primo == 1 ) Aggiornamento { printf("E un numero primon"); trovato = 1 ; } Verifica}if(if trovato == 0 ) printf("Non cerano numeri primin"); 34

Vista d’insiemetrovato = 0 ; Flag esterno:for( i=0; i<n; i++ )for{ nessun primo scanf("%d", &dato); primo = 1 ; for( j=2; j<dato; j++ ) for { if( if dato%j == 0 ) Inizializzazione primo = 0 ; } if( if primo == 1 ) Aggiornamento { printf("E un numero primon"); trovato = 1 ; } Verifica}if(if trovato == 0 ) printf("Non cerano numeri primin"); 35

Cicli ed iterazioni

ApprofondimentiIstruzione do-whileIstruzione breakIstruzione continue 2

Approfondimenti

do-while Istruzione do whiledo { B B ;} while ( C ) ; V F C 4

ConfrontoIstruzione while Istruzione do-while Condizione valutata Condizione valutata prima di ogni al termine di ogni iterazione iterazione Numero minimo di Numero minimo di iterazioni: 0 iterazioni: 1 Per uscire: Per uscire: condizione falsa condizione falsa 5

EsempioAcquisire un numero compreso tra 1 e 10 datastieraNel caso in cui l’utente non inserisca il numerocorrettamente, chiederlo nuovamente 6

Soluzioneprintf("Numero tra 1 e 10n");do { scanf("%d", &n) ;} while ( n<1 || n>10 ) ; 7

Soluzione miglioreprintf("Numero tra 1 e 10n");do { scanf("%d", &n) ; if( n<1 || n>10 ) if printf("Errore: ripetin");} while ( n<1 || n>10 ) ; 8

EsempioSi scriva un programma in C che calcoli la sommadi una sequenza di numeri interiLa sequenza termina quando l’utente inserisce ildato 9999 9

Soluzionesomma = 0 ;do { scanf("%d", &dato) ; if( n != 9999 ) if somma = somma + dato ;} while ( dato != 9999 ) ; 10

Approfondimenti

Interruzione dei cicliDi norma, un ciclo termina quando la condizionedi controllo diventa falsa Necessario arrivare al termine del corpo per poter valutare la condizioneTalvolta potrebbe essere comodo interrompereprematuramente l’esecuzione di un ciclo A seguito di condizioni di errore Quando è stato trovato ciò che si cercava 12

Istruzione break V F Cwhile ( C ){ B1 B1 ; if ( U ) F V break ; U B2 ;} B2 13

FunzionamentoQuando viene eseguita l’istruzione break Viene interrotta l’esecuzione del corpo del ciclo Il flusso di esecuzione passa all’esterno del ciclo che contiene il break Si esce dal ciclo anche se la condizione di controllo è ancora vera In caso di cicli annidati, si esce solo dal ciclo più internoFunziona con cicli while, for, do-while 14

EsempioSi scriva un programma in C che calcoli la sommadi una sequenza di numeri interiLa sequenza termina quando l’utente inserisce ildato 9999 15

Soluzionesomma = 0 ;do { scanf("%d", &dato) ; if( dato == 9999 ) if break; break somma = somma + dato ;} while ( 1 ) ; 16

EsempioSi scriva un programma in C che determini se unnumero inserito da tastiera è primo 17

Soluzionescanf("%d", &dato) ;primo = 1 ;for ( i=2; i<dato; i++ ){ if( if dato%i == 0 ) { primo = 0 ; break ; /* inutile continuare */ }} 18

NoteL’istruzione break crea programmi nonstrutturati: usare con cautelaNon è possibile uscire da più cicli annidaticontemporaneamente 19

Approfondimenti

Istruzione continue V F Cwhile ( C ){ B1 B1 ; if ( U ) F V continue ; U B2 ;} B2 21

FunzionamentoQuando viene eseguita l’istruzione continue Viene interrotta l’esecuzione del corpo del ciclo Il flusso di esecuzione passa al termine del corpo Nel caso di cicli for, viene eseguita l’istruzione di aggiornamento Viene nuovamente valutata la condizione Il ciclo continua normalmente In caso di cicli annidati, si esce solo dal ciclo più internoFunziona con cicli while, for, do-while 22

Esempiosomma = 0 ;do { scanf("%d", &dato) ; if( dato == 9999 ) if continue ; /* non considerarlo */ somma = somma + dato ;} while ( dato != 9999 ) ; 23

AvvertenzeL’istruzione continue è oggettivamente pocoutilizzataCrea un “salto” poco visibile: accompagnarlasempre con commenti evidenti 24

Cicli ed iterazioni

Esercizi propostiEsercizio “Decimale-binario”Esercizio “Massimo Comun Divisore”Esercizio “Triangolo di Floyd” 2

Esercizi proposti

Esercizio “Decimale-binario”Si realizzi un programma in C in grado di Leggere un numero naturale n Convertire tale numero dalla base 10 alla base 2 Visualizzare il risultato, a partire dalla cifra meno significativa 4

AnalisiDECIMALE – BINARIOInserisci un numero intero positivo: 12Numero binario: 0 0 1 1 5

Divisioni successiven = 12 N N%2n%2 = 0 cifra 0 12 0n=n/2 = 6n%2 = 0 cifra 0 6 0n=n/2 = 3 3 1n%2 = 1 cifra 1 1 1n=n/2 = 1n%2 = 1 cifra 1 0n=n/2 = 0 STOP 6

Soluzionewhile(while n!=0 ) bin-dec.c{ if( if n%2 == 1 ) printf("1 ") ; else printf("0 ") ; n = n / 2 ;} 7

Esercizi proposti

Esercizio “Massimo Comun Divisore”Si scriva un programma in C in grado di calcolareil massimo comun divisore (MCD) di due numeriinteri.Il MCD è definito come il massimo tra i divisoricomuni ai due numeri. 9

AnalisiDiciamo N1 e N2 i numeri inseriti dall’utenteIl MCD di N1 e N2 è il massimo tra i numeri chesono divisori sia di N2, sia di N1. Troviamo i divisori di N1 ... ... tra quelli che sono anche divisori di N2 ... ... calcoliamo il massimo 10

Algoritmok_max = 0for k = da 1 a N1 bin-dec.c se k è un divisore di N1 se k è un divisore di N2 aggiorna k_max = kMCD = k_max 11

Esercizi proposti

Esercizio “Triangolo di Floyd”Scrivere un programma C per la rappresentazionedel triangolo di Floyd.Il programma riceve da tastiera un numerointerno N.Il programma visualizza le prima N righe deltriangolo di Floyd. 1 2 3 4 5 6 N=5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13

AnalisiOccorre stampare i primi numeri interi in forma ditriangoloLa riga k-esima ha k elementi 1 2 3 4 5 6 N=5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 14

Algoritmocont = 1for riga = da 1 a N floyd.c for colonna = da 1 a riga stampa cont cont++ vai a capo 1 2 3 4 5 6 N=5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15

Cicli ed iterazioni

Argomenti trattatiRipetizione del del flusso di esecuzioneInizializzazione, Condizione, Aggiornamento,CorpoIstruzione whileIstruzione forCicli annidati 2

Tecniche di programmazioneCicli con numero di iterazioni note o ignoteContatoriAccumulatoriFlag 3

Schemi ricorrentiCalcolo di somme, medie, ...Calcolo di max, minRicerca di esistenzaRicerca di universalitàControllo dei dati in input 4

SuggerimentiRicordare di verificare sempre le 4 parti del ciclo Inizializzazione, Condizione, Corpo, AggiornamentoLe complicazioni nascono da Cicli annidati Condizioni if annidate in cicli Annidamento di flag o ricercheProcedere sempre per gradi Pseudo-codice o flow chart Identificare chiaramente il ruolo dei diversi cicli 5

Programmazione in C

VettoriStrutture dati complesseI vettori in COperazioni elementari sui vettoriEsercizi guidati sui vettoriSommario 2

Riferimenti al materialeTesti Kernighan & Ritchie: capitoli 1 e 5 Cabodi, Quer, Sonza Reorda: capitolo 5 Dietel & Dietel: capitolo 6Dispense Scheda: “Vettori in C” 3

Vettori

Strutture dati complesseTipi di dato strutturatiIntroduzione ai vettoriCaratteristiche dei vettori 2

Strutture dati complesse

Tipi di dato strutturatiFinora abbiamo utilizzato dei tipi di dato semplici int, float Ogni variabile può contenere un solo valoreIl linguaggio C permette di definire tipi di datocomplessi, aggregando più variabili semplici a 35 x -17 pi 3.14 nome “fulvio” 4

EsigenzeLeggere da tastiera 10numeri, e stamparli inordine inversoCalcolare e stampare latavola pitagoricaCalcolare l’area deltriangolo date lecoordinate dei verticiPer ogni auto calcolare iltempo medio e minimosul giro 5

EsigenzeLeggere da tastiera 10 35numeri, e stamparli in 7 datoordine inverso 14Calcolare e stampare la 32tavola pitagorica -9Calcolare l’area del 2triangolo date le 631coordinate dei vertici -18Per ogni auto calcolare il 4tempo medio e minimo 7sul giro 6

EsigenzeLeggere da tastiera 10 pitagoranumeri, e stamparli inordine inverso 1 2 3 4 5Calcolare e stampare latavola pitagorica 2 4 6 8 10 3 6 9 12 15Calcolare l’area deltriangolo date le 4 8 12 16 20coordinate dei vertici 5 10 15 20 25 6 12 18 24 30Per ogni auto calcolare iltempo medio e minimosul giro 7

EsigenzeLeggere da tastiera 10 3.1 xnumeri, e stamparli in Aordine inverso 0.2 yCalcolare e stampare latavola pitagorica 4.0 x BCalcolare l’area del -2.1 ytriangolo date lecoordinate dei vertici 7.5 xPer ogni auto calcolare il C 3.3 ytempo medio e minimosul giro 8

EsigenzeLeggere da tastiera 10numeri, e stamparli in 12 nordine inverso a1 3.1 minCalcolare e stampare la 4.2 medtavola pitagoricaCalcolare l’area deltriangolo date le 9 ncoordinate dei vertici a2 3.0 minPer ogni auto calcolare iltempo medio e minimo 3.9 medsul giro 9

Dati strutturati (1/2)Raggruppare più variabili semplici in un’unicastruttura complessaDiversi meccanismi di aggregazione Vettore Matrice Struttura 10

Dati strutturati (2/2)Una sola variabile, di tipo complesso, memorizzatutti i dati della struttura complessa Vettore_di_int dato Matrice_di_int pitagora Struttura_xy A, B, C Struttura_auto a1, a2 11

Variabili e vettoridato1 35 35 dato2 7 dato dato3 7 14 14 dato4 32dato5 32 -9 -9 dato6 2dato7 2 dato8 631 dato9 -18631 -18 4 dato10 4 7 7 13

Da evitare...int main(void void) void{ int dato1, dato2, dato3, dato4, dato5 ; int dato6, dato7, dato8, dato9, dato10 ; . . . . . scanf("%d", &dato1) ; scanf("%d", &dato2) ; scanf("%d", &dato3) ; . . . scanf("%d", &dato10) ; printf("%dn", dato10) ; printf("%dn", dato9) ; printf("%dn", dato8) ; . . . printf("%dn", dato1) ;} 14

VettoriMeccanismo di strutturazione più sempliceUtilizzato per aggregare serie di datiPermette di memorizzare tutti i dati acquisiti ocalcolati, e potervi accedere In qualsiasi momento In qualsiasi ordineI singoli dati sono distinti dal loro numerod’ordine Primo, secondo, ..., ultimo dato Ciascun dato può avere un valore diverso 15

VettoriSequenza lineare di 0 35dati elementari 1 7 datoElementi tutti dello 2 14stesso tipo 3 32Numero di elementi 4 -9fisso (N) 5 2Elementi identificati 6 631dal proprio indice 7 -18 da 0 a N-1 8 4 9 7 N=10 16

...così è meglio!int main(void void) void{ int dato[10] ; . . . . . for( for i=0; i<10; i++) scanf("%d", &dato[i]) ; for( for i=9; i>=0; i--) printf("%dn", dato[i]) ;} 17

Insieme o separati?I singoli dati vengono tenuti insieme in un’unicavariabile di tipo vettore int dato[10]Le operazioni (lettura, scrittura, elaborazione)avvengono però sempre un dato alla volta scanf("%d", &dato[i]) printf("%dn", dato[i])Ogni singolo dato è identificato da Nome del vettore Posizione all’interno del vettore 18

Caratteristiche dei vettoriCaratteristiche statiche 0 35 Nome 1 7 dato dato 2 14 Tipo di dato base 3 32 int 4 -9 Dimensione totale 5 2 10 6 631Caratteristiche dinamiche 7 -18 Valori assunti dalle 8 4 singole celle 9 7 35, 7, 14, 32, ... N=10 20

EsempioLeggere da tastiera 10 numeri e stamparli inordine inverso Tipo base: int Dimensione: 10 Lettura delle celle da 0 a 9 Stampa delle celle da 9 a 0 21

VincoliTutte le celle di un vettore avranno lo stessonomeTutte le celle di un vettore devono avere lostesso tipo baseLa dimensione del vettore è fissa e deve esseredeterminata al momento della sua definizione La dimensione è sempre un numero interoOgni cella ha sempre un valore Impossibile avere celle “vuote” Le celle non inizializzate contengono valori ignoti 22

Accesso alle celleCiascuna cella è identificata dal proprio indiceGli indici sono sempre numeri interi In C, gli indici partono da 0Ogni cella è a tutti gli effetti una variabile il cuitipo è pari al tipo base del vettoreOgni cella, indipendentemente dalle altre deve essere inizializzata può essere letta/stampata può essere aggiornata da istruzioni di assegnazione può essere usata in espressioni aritmetiche 23

Errore frequenteNon confondere mai 0 35l’indice con il 1 7 datocontenuto 2 14 dato[5] = 2 3 32 dato[9] == 4 -9 dato[1] 5 2 dato[i]>dato[j] 6 631 i>j 7 -18 8 4 9 7 N=10 24

Errore frequenteNon si può 0 35effettuare alcuna 1 7 datooperazione sul 2 14vettore 3 32 dato = 0 4 -9 printf(“%d”, 5 2 dato) 6 631Occorre operare sui 7 -18singoli elementi 8 4 Solitamente 9 7 all’interno di un ciclo for N=10 25

Vettori

I vettori in CSintassi della definizioneDefinizione di costantiOperazioni di accesso 2

I vettori in C

Definizione di vettori in C int dato[10] ;Tipo di dato Nome del Numero di base vettore elementi 4

Definizione di vettori in C int dato[10] ;Tipo di dato Nome del Numero di base vettore elementi• Stesse regole che valgono per ii• Stesse regole che valgono per nomi delle variabili. nomi delle variabili.• II nomi dei vettori devono essere• nomi dei vettori devono essere diversi dai nomi delle variabili. diversi dai nomi delle variabili. 5

Definizione di vettori in C int dato[10] ;Tipo di dato Nome del Numero di base vettore elementi• int• int• float• float• In futuro vedremo: char, struct• In futuro vedremo: char, struct 6

Definizione di vettori in C int dato[10] ;Tipo di dato Nome del Numero di base vettore elementi • • Intero positivo Intero positivo • • Costante nota a tempo di Costante nota a tempo di compilazione compilazione • Impossibile cambiarla in seguito • Impossibile cambiarla in seguito 7

Esempiint dato[10] ;float lati[8] ;int numeriprimi[100] ;int is_primo[1000] ; 8

Esempi 0 1int dato[10] ; 1 2float lati[8] ; 2 3int numeriprimi[100] ; 3 5 4 7int is_primo[1000] ; 5 11 6 13 7 17 8 19 9 23 10 29 11 31 12 37 ... ... 9

Esempi 0 0int dato[10] ; 1 1float lati[8] ; 2 1int numeriprimi[100] ; 3 1 4 0int is_primo[1000] ; 5 0 6 0 7 1 8 0 9 0 10 0 11 1 12 0 ... ... 10

Errore frequenteDichiarare un vettore usando una variabileanziché una costanteint N = 10 ; int dato[10] ;int dato[N] ; 11

Errore frequente Dichiarare un vettore usando una variabile non ancora inizializzataint N ;int dato[N] ; int dato[10] ;. . .scanf("%d",&N) ; 12

Errore frequente Dichiarare un vettore usando il nome dell’indiceint i ;int dato[i] ; int dato[10] ;. . .for(i=0; i<10; i++) scanf("%d",&dato[i]) ; 13

I vettori in C

CostantiLa dimensione di un vettore deve esserespecificata utilizzando una costante interapositiva Costante = valore numerico già noto al momento della compilazione del programma int dato[10] ; 15

Problemiint i ;int dato[10] ; Devono essere tutte uguali.. . . Chi lofor(i=0; i<10; i++) garantisce? scanf("%d", &dato[i]) ;for(i=0; i<10; i++) printf("%dn", dato[i]) ; 16

Problemiint i ; Se volessiint dato[10] ; Devono essere lavorare con tutte uguali.. . . 20 dati dovrei Chi lo modificare infor(i=0; i<10; i++) garantisce? tutti questi scanf("%d", &dato[i]) ; punti.for(i=0; i<10; i++) printf("%dn", dato[i]) ; 17

SoluzionePer risolvere i problemi visti si può ricorrere allecostanti simboliche Associamo un nome simbolico ad una costante Nel programma usiamo sempre il nome simbolico Il compilatore si occuperà di sostituire, ad ogni occorrenza del nome, il valore numerico della costante 18

Costanti simbolicheCostrutto #define Metodo originario, in tutte le versioni del C Usa una sintassi particolare, diversa da quella del C Definisce costanti valide su tutto il file Non specifica il tipo della costanteModificatore const Metodo più moderno, nelle versioni recenti del C Usa la stessa sintassi di definizione delle variabili Specifica il tipo della costante 19

Costrutto #define Definizione#define N 10 della costanteint main(void void) void{ Uso della int dato[N] ; costante . . .} 20

Particolarità (1/2)La definizione non è terminata dal segno ;Tra il nome della costante ed il suo valore vi èsolo uno spazio (non il segno =)Le istruzioni #define devono essere una perrigaSolitamente le #define vengono poste subitodopo le #include #define N 10 21

Particolarità (2/2)Non è possibile avere una #define ed unavariabile con lo stesso nomePer convenzione, le costanti sono indicate danomi TUTTI_MAIUSCOLI #define N 10 22

Esempio#define MAX 10int main(void void) void{ int i ; int dato[MAX] ; . . . for(i=0; i<MAX; i++) scanf("%d", &dato[i]) ; for(i=0; i<MAX; i++) printf("%dn", dato[i]) ;} 23

Modificatore constint main(void void) void Definizione{ della const int N = 10 ; costante int dato[N] ; Uso della costante . . .} 24

SintassiStessa sintassi per dichiarare una variabileParola chiave constValore della costante specificato dal segno =Definizione terminata da segno ;Necessario specificare il tipo (es. int)Il valore di N non si può più cambiare const int N = 10 ; 25

Esempioint main(void void) void{ const int MAX = 10 ; int i ; int dato[MAX] ; . . . for(i=0; i<MAX; i++) scanf("%d", &dato[i]) ; for(i=0; i<MAX; i++) printf("%dn", dato[i]) ;} 26

SuggerimentiUtilizzare sempre il modificatore constPermette maggiori controlli da parte delcompilatoreGli eventuali messaggi d’errore sono più chiariAggiungere sempre un commento per indicare loscopo della variabileUtilizzare la convenzione di assegnare nomiTUTTI_MAIUSCOLI alle costanti 27

I vettori in C

Accesso ai valori di un vettoreCiascun elemento di dato[0] 35un vettore è dato[1] 7equivalente ad una dato[2] 14singola variabile dato[3] 32avente lo stesso tipo dato[4] -9base del vettore dato[5] 2È possibile accedere dato[6] 631al contenuto di tale dato[7] -18variabile utilizzando dato[8]l’operatore di 4 dato[9] 7indicizzazione: [ ] int dato[10] ; 29

Sintassi nomevettore[ valoreindice ] [ Come nella Valore intero compresodichiarazione tra 0 e ( dimensione del vettore – 1 ) Costante, variabile o espressione aritmetica con valore intero 30

VincoliIl valore dell’indice deve essere compreso tra 0 eN-1. La responsabilità è del programmatoreSe l’indice non è un numero intero, vieneautomaticamente troncatoIl nome di un vettore può essere utilizzatosolamente con l’operatore di indicizzazione 31

Uso di una cella di un vettoreL’elemento di un vettore è utilizzabile come unaqualsiasi variabile: utilizzabile all’interno di un’espressione tot = tot + dato[i] ; utilizzabile in istruzioni di assegnazione dato[0] = 0 ; utilizzabile per stampare il valore printf("%dn", dato[k]) ; utilizzabile per leggere un valore scanf("%dn", &dato[k]) ; 32

Esempiif (dato[i]==0) se l’elemento contiene zeroif (dato[i]==dato[i+1]) due elementi consecutivi ugualidato[i] = dato[i] + 1 ; incrementa l’elemento i-esimodato[i] = dato[i+1] ; copia un dato dalla cella successiva 33

Vettori

Operazioni elementari sui vettoriDefinizioniStampa di un vettoreLettura di un vettoreCopia di un vettoreRicerca di un elementoRicerca del massimo o minimoVettori ad occupazione variabile 2

Operazioni elementari sui vettori

Definizioni (1/2) vettori.cconst int N = 10 ; /* dimensioni dei vettori */int v[N] ; /* vettore di N interi */float r[N] ; /* vettore di N reali */int i, j ; /* indici dei cicli */ 4

Definizioni (2/2) vettori.cconst int M = 100 ; /* dimensioni dei vettori */int w[N] ; /* vettore di N interi */int h[M] ; /* vettore di M interi */int dato ; /* elemento da ricercare */ 5

Stampa di un vettoreOccorre stampare un elemento per volta,all’interno di un ciclo forRicordare che gli indici del vettore variano tra 0 e N-1 gli utenti solitamente contano tra 1 e N v[i] è l’elemento (i+1)-esimo 7

Stampa vettore di interi vettori.cprintf("Vettore di %d interin", N) ;for(for i=0; i<N; i++ ){ printf("Elemento %d: ", i+1) ; printf("%dn", v[i]) ;} 8

Stampa vettore di interiprintf("Vettore di %d interin", N) ;for(for i=0; i<N; i++ ){ printf("Elemento %d: ", i+1) ; printf("%dn", v[i]) ;} Stampa di un vettore di 10 interi Elemento 1: 3 Elemento 2: 4 Elemento 3: 7 Elemento 4: 5 Elemento 5: 3 Elemento 6: -1 Elemento 7: -3 Elemento 8: 2 Elemento 9: 7 Elemento 10: 3 9

Stampa in linea vettori.cprintf("Vettore di %d interin", N) ;for(for i=0; i<N; i++ ){ printf("%d ", v[i]) ;}printf("n") ; 10

Stampa in lineaprintf("Vettore di %d interin", N) ;for(for i=0; i<N; i++ ){ printf("%d ", v[i]) ;}printf("n") ; Stampa di un vettore di 10 interi 3 4 7 5 3 -1 -3 2 7 3 11

Stampa vettore di reali vettori.cprintf("Vettore di %d realin", N) ;for(for i=0; i<N; i++ ){ printf("Elemento %d: ", i+1) ; printf("%fn", r[i]) ;} 12

AvvertenzeAnche se il vettore è di reali, l’indice è sempreinteroSeparare sempre i vari elementi almeno con unospazio (o un a capo) 13

Lettura di un vettoreOccorre leggere un elemento per volta, all’internodi un ciclo forRicordare l’operatore & nella scanf 15

Lettura vettore di interi vettori.cprintf("Lettura di %d interin", N) ;for(for i=0; i<N; i++ ){ printf("Elemento %d: ", i+1) ; scanf("%d", &v[i]) ;} 16

Lettura vettore di interiprintf("Lettura di %d interin", N) ;for(for i=0; i<N; i++ ){ printf("Elemento %d: ", i+1) ; scanf("%d", &v[i]) ;} Lettura di un vettore di 10 interi Elemento 1: 3 Elemento 2: 4 Elemento 3: 7 Elemento 4: 5 Elemento 5: 3 Elemento 6: -1 Elemento 7: -3 Elemento 8: 2 Elemento 9: 7 Elemento 10: 3 17

Lettura vettore di reali vettori.cprintf("Lettura di %d realin", N) ;for(for i=0; i<N; i++ ){ printf("Elemento %d: ", i+1) ; scanf("%f", &r[i]) ;} 18

AvvertenzeAnche se il vettore è di reali, l’indice è sempreinteroFare precedere sempre ogni lettura da unaprintf esplicativa 19

Copia di un vettorePiù correttamente, si tratta si copiare ilcontenuto di un vettore in un altro vettoreOccorre copiare un elemento per volta dalvettore “sorgente” al vettore “destinazione”,all’interno di un ciclo forI due vettori devono avere lo stesso numero dielementi, ed essere dello stesso tipo base 21

Copia di un vettore35 12 35 35 7 2 7 714 73 14 1432 -12 32 32 -9 0 -9 -9 2 0 Copia v in w 2 2631 -17 631 631-18 44 -18 -18 4 1 4 4 7 17 7 7 v w v w 22

Copia di un vettore vettori.c/* copia il contenuto di v[] in w[] */for(for i=0; i<N; i++ ){ w[i] = v[i] ;} 23

AvvertenzeNonostante siano coinvolti due vettori, occoreun solo ciclo for, e un solo indice peraccedere agli elementi di entrambi i vettoriAssolutamente non tentare di fare la copia in unasola istruzione! w = v ; w[] = v[] ; w[N] = v[N] ; w[1,N] = v[1,N] ; 24

Ricerca di un elementoDato un valore numerico, verificare se almeno uno degli elementi del vettore è uguale al valore numerico in caso affermativo, dire dove si trova in caso negativo, dire che non esisteSi tratta di una classica istanza del problema di“ricerca di esistenza” 26

Ricerca di un elemento (1/3) vettori.cint dato ; /* dato da ricercare */int trovato ; /* flag per ricerca */int pos ; /* posizione elemento */...printf("Elemento da ricercare? ");scanf("%d", &dato) ; 27

Ricerca di un elemento (2/3)trovato = 0 ; vettori.cpos = -1 ;for(for i=0 ; i<N ; i++ ){ if( if v[i] == dato ) { trovato = 1 ; pos = i ; }} 28

Ricerca di un elemento (3/3) vettori.cif(if trovato==1 ){ printf("Elemento trovato " "alla posizione %dn", pos+1) ;}else{ printf("Elemento non trovaton");} 29

VariantiAltri tipi di ricerche Contare quante volte è presente l’elemento cercato Cercare se esiste almeno un elemento maggiore (o minore) del valore specificato Cercare se esiste un elemento approssimativamente uguale a quello specificato ... 30

Ricerca del massimoDato un vettore (di interi o reali), determinare quale sia l’elemento di valore massimo quale sia la posizione in cui si trova tale elementoConviene applicare la stessa tecnica perl’identificazione del massimo già vista inprecedenza Conviene inizializzare il max al valore del primo elemento 32

Ricerca del massimo (1/2)float max ; /* valore del massimo */int posmax ; /* posizione del max */ vettori.c...max = r[0] ;posmax = 0 ;for(for i=1 ; i<N ; i++ ){ if( if r[i]>max ) { max = r[i] ; posmax = i ; }} 33

Ricerca del massimo (2/2) vettori.cprintf("Il max vale %f e si ", max) ;printf("trova in posiz. %dn", posmax) ; 34

Occupazione variabileLa principale limitazione dei vettori è la lorodimensione fissa, definita come costante altempo di compilazione del programmaMolto spesso non si conosce l’effettivo numero dielementi necessari fino a quando il programmanon andrà in esecuzioneOccorre identificare delle tecniche che cipermettano di lavorare con vettori di dimensionefissa, ma occupazione variabile 36

Tecnica adottataDichiarare un vettore di dimensionesufficientemente ampia da contenere il massimonumero di elementi nel caso peggiore Esempio: MAXNLa parte iniziale del vettore sarà occupata daglielementi, la parte finale rimarrà inutilizzataDichiarare una variabile che tenga tracciadell’effettiva occupazione del vettore Esempio: N 37

Tecnica adottata0 N-1 N MAXN-1 MAXN3 1 7 12 -3 1 21 43 -8 0 12 3 2 11 3 4 8 76 56 23 4 5 90 15 72 -4 -2 22 73 Elementi Elementi effettivamente inutilizzati utilizzati 38

Esempio/* dimensione massima */const int MAXN = 100 ;int v[MAXN] ; /* vettore di dim. max. */int N ; /* occupazione effettiva del vettore */...N = 0 ; /* inizialmente “vuoto” */ 39

Regole di utilizzoAll’inizio del programma si inizializza N al numeroeffettivo di elementi Esempio: scanf("%d", &N);Verificare sempre che N<=MAXNDurante l’esecuzione, utilizzare sempre N, e maiMAXN Esempio: for(i=0; i<N; i++)Gli elementi da v[N] a v[MAXN-1] vengonoignorati (costituiscono memoria “sprecata”) 40

Crescita del vettoreUn vettore ad occupazione variabile puòfacilmente crescere, aggiungendo elementi “incoda” v[N] = nuovo_elemento ; N++ ; 41

EsempioAcquisire da tastiera una serie di numeri reali, ememorizzarli in un vettore.La serie di numeri è terminata da un valoreuguale a 0Il valore di N non è noto all’inizio del programma,ma viene aggiornato via via che si leggono glielementi 42

Soluzione (1/3)const int MAXN = 100 ; leggi0.cfloat v[MAXN] ;float dato ;int N ;int i ;printf("Inserisci gli elementin") ;printf("(per terminare 0)n") ; 43

Soluzione (2/3)N = 0 ; /* vettore inizialm. vuoto */ leggi0.c/* leggi il primo dato */i = 0 ;printf("Elemento %d: ", i+1) ;scanf("%f", &dato) ;i++ ;/* aggiungi al vettore */if(if dato != 0.0 ){ v[N] = dato ; N++ ;} 44

Soluzione (3/3)while(dato!= 0.0)while{ leggi0.c /* leggi il dato successivo */ printf("Elemento %d: ", i+1) ; scanf("%f", &dato) ; i++ ; /* aggiungi al vettore */ if( if dato != 0.0 ) { v[N] = dato ; N++ ; }} 45

Esercizio “Positivi e Negativi”Si realizzi un programma che legga da tastierauna sequenza di numeri interi (terminata da 0), eche successivamente stampi tutti i numeri positivi presenti nella sequenza, nello stesso ordine tutti i numeri negativi presenti nella sequenza, nello stesso ordine 46

AnalisiINSERISCI UNA SEQUENZA (0 per terminare)Elemento: 3Elemento: -4Elemento: 1Elemento: 2Elemento: -3Elemento: 0Numeri positivi:3 1 2Numeri negativi:-4 -3 47

Approccio risolutivoDefiniamo 3 vettori ad occupazione variabile: seq, di occupazione N, che memorizza la sequenza iniziale pos, di occupazione Np, che memorizza i soli elementi positivi neg, di occupazione Nn, che memorizza i soli elementi negativiIl programma inizialmente acquisirà da tastiera ilvettore seq, in seguito trascriverà ciascunelemento nel vettore più opportuno 48

Soluzione (1/4)const int MAXN = 100 ;int seq[MAXN] ; posneg.cint pos[MAXN] ;int neg[MAXN] ;int N, Np, Nn ;int i ;int dato ;/* vettori inizialmente vuoti */N = 0 ;Np = 0 ;Nn = 0 ; 49

Soluzione (2/4) posneg.c/* LETTURA SEQUENZA INIZIALE *//* vedi esempio precedente ... */ 50

Soluzione (3/4)for(for i=0 ; i<N ; i++ ){ if(seq[i] > 0) if posneg.c { /* positivo => in pos[] */ pos[Np] = seq[i] ; Np++ ; } else { /* negativo => in neg[] */ neg[Nn] = seq[i] ; Nn++ ; }} 51

Soluzione (4/4) posneg.cprintf("Numeri positivi:n") ;for(i=0; i<Np; i++)for printf("%d ", pos[i]) ;printf("n");printf("Numeri negativi:n") ;for(i=0; i<Nn; i++)for printf("%d ", neg[i]) ;printf("n"); 52

Vettori

Esercizi guidati sui vettoriEsercizio “Elementi comuni”Esercizio “Ricerca duplicati”Esercizio “Sottosequenza”Esercizio “Poligono” 2

Esercizi guidati sui vettori

Esercizio “Elementi comuni” (1/2)Due colleghi intendono fissare una riunione,pertanto devono identificare dei giorni nei qualisono entrambi liberi da impegni. A tale scopo,essi realizzano un programma C che permetta aciascuno di immettere le proprie disponibilità, eche identifichi i giorni nei quali entrambi sonoliberi 4

Esercizio “Elementi comuni” (2/2)In particolare, in una prima fase il programmaacquisisce le disponibilità dei due colleghi Per ciascun collega il programma acquisisce un elenco di numeri interi (supponiamo compresi tra 1 e 31), che indicano i giorni del mese in cui essi sono disponibili. L’immissione dei dati termina inserendo 0.Nella seconda fase, il programma identificherà igiorni in cui entrambi i colleghi sono disponibili, eli stamperà a video 5

Analisi (1/3)COLLEGA NUMERO 1Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 2Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 4Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 6Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 10Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 0COLLEGA NUMERO 2Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 3Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 4Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 5Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 0Giorno disponibile: 4 6

Analisi (2/3)COLLEGA NUMERO 1Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 2Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 4Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 6Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 10Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 0COLLEGA NUMERO 2Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 3Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 5Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 7Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 0Purtroppo non vi e NESSUN giorno disponibile 7

Analisi (3/3)COLLEGA NUMERO 1Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 2Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 4Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 6Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 0COLLEGA NUMERO 2Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 2Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 3Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 4Inserisci giorno (1-31, 0 per terminare): 0Giorno disponibile: 2Giorno disponibile: 4 8

AlgoritmoAcquisisci le disponibilità del collega 1 Vettore giorni1[] di N1 elementiAcquisisci le disponibilità del collega 2 Vettore giorni2[] di N2 elementiVerifica se vi sono elementi di giorni1[] chesiano anche elementi di giorni2[] Se sì, stampa tali elementi Se no, stampa un messaggio 9

Ricerca elementi comunigiorni12 8 4 12 7 21 18 22 9 10 25 30 3 17 29 N1giorni26 11 23 21 26 15 16 17 13 26 N2 10

Ricerca elementi comunigiorni12 8 4 12 7 17 18 22 9 10 25 30 3 21 29 N1giorni26 11 23 21 26 15 16 17 13 26 N2 11

Ricerca elementi comunigiorni1 i2 8 4 12 7 17 18 22 9 10 25 30 3 21 29 N1 giorni1[i] == giorni2[j]giorni26 11 23 21 26 15 16 17 13 26 j N2 12

Soluzione (1/5)const int MAXN = 100 ; riunione.cint N1, N2 ;int giorni1[MAXN] ; /* giorni collega 1 */int giorni2[MAXN] ; /* giorni collega 2 */int giorno ;int i, j ;int trovato ; /* flag: giorni1[i] in giorni2[]? */int fallito ; /* flag: trovato almeno un giorno? */ 13

Soluzione (2/5)/* DISPONIBILITA COLLEGA 1 */printf("COLLEGA NUMERO 1n");N1 = 0 ; riunione.cprintf("Inserisci giorno (1-31): ");scanf("%d", &giorno) ;while(while giorno != 0 ){ giorni1[N1] = giorno ; N1++ ; printf("Inserisci giorno (1-31): "); scanf("%d", &giorno) ;}printf("Collega 1 ha inserito %d giornin", N1); 14

Soluzione (3/5)/* DISPONIBILITA COLLEGA 2 */printf("COLLEGA NUMERO 2n");N2 = 0 ; riunione.cprintf("Inserisci giorno (1-31): ");scanf("%d", &giorno) ;while(while giorno != 0 ){ giorni2[N2] = giorno ; N2++ ; printf("Inserisci giorno (1-31): "); scanf("%d", &giorno) ;}printf("Collega 2 ha inserito %d giornin", N2); 15

Soluzione (4/5)/* RICERCA DEGLI ELEMENTI COMUNI */fallito = 1 ;/* Per ogni giorno del collega 1... */ riunione.cfor(for i=0 ; i<N1; i++ ){ /* ...verifica se è disponibile il collega 2... */ /* ...in caso affermativo stampalo */ if( if trovato == 1 ) { printf("Giorno disponibile: %dn", giorni1[i]) ; fallito = 0 ; }} 16

Soluzione (4/5)/* RICERCA DEGLI ELEMENTI COMUNI */fallito = 1 ;/* Per ogni giorno del collega 1... */ riunione.cfor(for i=0 ; i<N1; i++ ){ /* ...verifica se è disponibile il collega 2... */ /* ...in caso affermativo stampalo */ if( if trovato == 1 ) { trovato = 0 ; printf("Giorno disponibile: %dn", for( for j=0; j<N2; j++ ) giorni1[i]) ; { fallito if 0 giorni2[j] == giorni1[i] ) if( ; = } trovato = 1 ;} } 17

Soluzione (5/5) riunione.c/* Se non ne ho trovato nessuno, stampo un messaggio */if(fallito==1)if printf("NESSUN giorno disponibilen"); 18

Esercizio “Ricerca duplicati” (1/2)La società organizzatrice di un concerto vuoleverificare che non ci siano biglietti falsi. A talescopo, realizza un programma in linguaggio C cheacquisisce i numeri di serie dei biglietti e verificache non vi siano numeri duplicati 20

Esercizio “Ricerca duplicati” (2/2)In particolare, il programma acquisisceinnanzitutto il numero di biglietti venduti, N, ed inseguito acquisisce i numeri di serie degli NbigliettiAl termine dell’acquisizione, il programmastamperà “Tutto regolare” se non si sonoriscontrati duplicati, altrimenti stamperà ilnumero di serie dei biglietti duplicati 21

Analisi (1/2)RICERCA BIGLIETTI DUPLICATINumero totale di biglietti: 5Numero di serie del biglietto 1: 1234Numero di serie del biglietto 2: 4321Numero di serie del biglietto 3: 1423Numero di serie del biglietto 4: 1242Numero di serie del biglietto 5: 3321Tutto regolare 22

Analisi (2/2)RICERCA BIGLIETTI DUPLICATINumero totale di biglietti: 5Numero di serie del biglietto 1: 1234Numero di serie del biglietto 2: 4321Numero di serie del biglietto 3: 1234Numero di serie del biglietto 4: 1242Numero di serie del biglietto 5: 3321ATTENZIONE: biglietto 1234 duplicato! 23

AlgoritmoAcquisizione del valore di NLettura dei numeri di serie Utilizziamo un vettore: int serie[MAXN]Ricerca dei duplicatiStampa dei messaggi finali 24

Ricerca dei duplicatiPrendi un elemento per volta elem = serie[i] ;Cerca se altri elementi del vettore sono uguali atale elemento uguali ⇒ (elem == serie[j]) altri ⇒ (i != j)Si tratta di una ricerca di esistenza per ognielemento considerato 25

Soluzione (1/5)const int MAXN = 100 ; biglietti.cint N ; /* num tot biglietti */int serie[MAXN] ; /* numeri serie */int elem ;int i, j ;/* flag: trovato almeno un duplic.? */int dupl ;/* flag per ricerca di esistenza */int trovato ; 26

Soluzione (2/5)printf("RICERCA DUPLICATIn") ; biglietti.cprintf("n");/* ACQUISIZIONE VALORE DI N */do{do printf("Num tot di biglietti: ") ; scanf("%d", &N) ; if (N<2 || N>MAXN) printf("N=%d non validon", N) ;} while while(N<2 || N>MAXN) ; 27

Soluzione (3/5) biglietti.c/* LETTURA DEI NUMERI DI SERIE */for(for i=0 ; i<N ; i++ ){ printf("Numero serie biglietto %d: ", i+1) ; scanf("%d", &serie[i]) ;} 28

Soluzione (4/5)/* RICERCA DEI DUPLICATI */dupl = 0 ;for(for i=0 ; i<N ; i++ ) biglietti.c{ /* verifica se serie[i] e duplicato */ elem = serie[i] ; /* => ricerca esistenza di elem allinterno di serie[] */ if(trovato == 1) if { printf("ATTENZIONE: %d duplicaton", elem) ; dupl = 1 ; }} 29

Soluzione (4/5)/* RICERCA DEI DUPLICATI */dupl = 0 ;for(for i=0 ; i<N ; i++ ) biglietti.c{ /* verifica se serie[i] e duplicato */ elem = serie[i] ; /* => ricerca esistenza di elem allinterno di serie[] */ if(trovato == 1) if trovato = 0 ; { for( for j=0 ; j<N ; j++ ) printf("ATTENZIONE: %d duplicaton", { elem)if (i!=j) && ; if( dupl = 1 ; (elem == serie[j]) ) } trovato = 1 ;} } 30

Soluzione (5/5) biglietti.c/* STAMPA DEI MESSAGGI FINALI */if(dupl==0)if printf("Tutto regolaren"); 31

Esercizio “Sottosequenza” (1/2)In un esercizio di telepatia, un sensitivoscommette di essere in grado di indovinarealmeno 3 numeri consecutivi, in una sequenza di100 numeri pensati da uno spettatorePer garantire l’oggettività dell’esperimento, vienerealizzato un programma in C per la verificadell’avvenuta telepatia Per maggior generalità, il programma viene realizzato in modo da controllare sequenze di almeno K numeri consecutivi, all’interno di sequenze di N numeri. 33

Esercizio “Sottosequenza” (2/2)In particolare, il programma acquisisceinnanzitutto la sequenza di N numeri pensatidallo spettatore. Si ipotizza che tali numeri sianointeri positivi, compresi tra 1 e 10000In seguito, il programma acquisisce dal sensitivouna sequenza di K numeriIl programma verifica se esiste, nella sequenza diN numeri, una sottosequenza di K numeriesattamente uguale a quella inserita dal sensitivoI valori di N e K sono introdotti dall’utenteall’inizio del programma 34

AnalisiLunghezza della sequenza complessiva: 6Lunghezza della sequenza da indovinare: 3Inserire la sequenza complessivaElemento 1: 3Elemento 2: 4Elemento 3: 5Elemento 4: 6Elemento 5: 7Elemento 6: 8Inserire la sequenza da indovinare telepaticamenteElemento 1: 5Elemento 2: 6Elemento 3: 7Complimenti! Hai ottime capacita telepatiche 35

Algoritmo (1/2)Chiamiamo seq[] la sequenza di N elementi tele[] la sottosequenza di K elementi (K<N) 36

Algoritmo (2/2)Verifichiamo se i primi K elementi di seq[] sono uguali ai K elementi di tele[] i K elementi di seq[] con indice da 1 a K sono uguali ai K elementi di tele[] i K elementi di seq[] con indice da 2 a K+1 sono uguali ai K elementi di tele[] i K elementi di seq[] con indice da 3 a K+2 sono uguali ai K elementi di tele[] ... 37

Sottosequenzeseq2 8 4 12 7 21 18 22 9 10 25 30 3 17 29 Ntele7 21 18 K 38

Sottosequenze i i+K-1seq2 8 4 12 7 21 18 22 9 10 25 30 3 17 29 N 7 21 18 0 K-1tele7 21 18 K 39

Sottosequenze i i+K-1seq2 8 4 12 7 21 18 22 9 10 25 30 3 17 29 N 7 21 18 0 K-1tele7 21 18 j == 0...K-1 seq[i+j] = tele[j] K 40

Soluzione (1/4)const int MAXN = 100 ;const int MAXK = 10 ; sensitivo.cint N ; /* lunghezza seq. completa */int K ; /* lunghezza sottosequenza */int seq[MAXN] ; /* seq. completa */int tele[MAXK] ; /* seq. telepatica */int i, j ;int trovato ; /* flag: ricorda se ha trovato una sottosequenza uguale */int errore ; /* flag: verifica che TUTTI gli elementi della sottosequenza siano uguali */ 41

Soluzione (2/4) sensitivo.cprintf("ESPERIMENTO DI TELEPATIAn") ;printf("n");/* ACQUISIZIONE LUNGHEZZA SEQUENZE */...leggi da tastiera i valori di N e K.../* ACQUISIZIONE SEQUENZA COMPLESSIVA */...leggi da tastiera il vettore seq[] di N elementi.../* ACQUISIZIONE SEQ. DA INDOVINARE */...leggi da tastiera il vettore tele[] di K elementi... 42

Soluzione (3/4)trovato = 0 ;/* considera tutti i possibili punti di partenza (i) */ sensitivo.cfor(for i=0; i<N-K; i++ ){ /* verifica se seq[] nelle posizioni da (i) a (i+K-1) e uguale a tele[] nelle posizioni da (0) a (K-1) */ /* la sottosequenza era corretta? */ if(errore==0) if trovato=1 ;} 43

Soluzione (3/4)trovato = 0 ;/* considera tutti i possibili punti di partenza (i) */ sensitivo.cfor(for i=0; i<N-K; i++ ){ /* verifica se seq[] nelle posizioni da (i) a (i+K-1) e uguale a tele[] nelle posizioni da (0) a (K-1) */ /* la sottosequenza era corretta? */ errore = 0 ; if(errore==0) if for( for j=0; j<K; j++ ) trovato=1 ; {} if( if seq[i+j] != tele[j] ) errore = 1 ; 44 }

Soluzione (4/4) sensitivo.c/* STAMPA RISULTATO DELLA VERIFICA */if(if trovato==1 ) printf("Complimenti!n");else printf("Esperimento non riusciton"); 45

Esercizio “Poligono” (1/2)Uno studente digeometria devemisurare il perimetrodi una serie dipoligoni irregolari, dicui conosce lecoordinate cartesiane(x,y) dei vertici. Perfar ciò realizza unprogramma in C 47

Esercizio “Poligono” (2/2)In particolare, il programma innanzituttoacquisisce il numero di vertici di cui è composto ilpoligono. Chiamiamo N tale numeroIn seguito, il programma acquisisce le N coppie(x,y) corrispondenti agli N verticiIl programma infine stampa la lunghezzacomplessiva del perimetro del poligonoirregolare: sommando delle lunghezze di ciascun lato lato determinato dalle coordinate dei vertici 48

Analisi (1/2) AB = √(2-(-3))²+(5-0)² BC = √(-3-0)²+(0-(-2))² A(2,5) CD = √(0-4)²+(-2-(-2))² DA = √(4-2)²+(-2-5)²B(-3,0) Perimetro = C(0,-2) D(4,-2) = AB + BC + CD + DA 49

Analisi (2/2)CALCOLO DEL PERIMETRONumero di vertici: 4Inserire le coordinate dei verticiVertice 1: x = 2 y = 5Vertice 2: x = -3 y = 0Vertice 3: x = 0 y = -2Vertice 4: x = 4 y = -2Lunghezza del perimetro: 21.956729 50

Struttura datiIn questo problema i dati da memorizzare nonsono semplici numeri, ma coppie di numeriPossiamo utilizzare due vettori Vettore x[], contenente le ascisse dei punti Vettore y[], contenente le ordinate dei puntiEsempio: Punto A(2,5) ⇒ x[0]=2 ; y[0]=5 ;In tutte le elaborazioni, i due vettori verrannousati con uguale valore dell’indice Vettori “paralleli” 51

Soluzione (1/3)const int MAXN = 10 ; poligoni.cint N ; /* numero di vertici *//* vettori "paralleli" */float x[MAXN] ;float y[MAXN] ;int i ;float lato ;float perimetro ; 52

Soluzione (2/3)/* ACQUISIZIONE NUMERO VERTICI */ poligoni.c...leggi da tastiera il valore di N.../* ACQUISIZIONE COORDINATE VERTICI */printf("Inserire coordinaten");for(for i=0; i<N; i++ ){ printf("Vertice %d: x = ", i+1) ; scanf("%f", &x[i]) ; printf(" y = ") ; scanf("%f", &y[i]) ;} 53

Soluzione (3/3)perimetro = 0 ;forfor( i=0; i<N-1; i++ ) poligoni.c{ /* (x[i],y[i])-(x[i+1],y[i+1]) */ lato = sqrt( (x[i]-x[i+1])*(x[i]-x[i+1]) + (y[i]-y[i+1])*(y[i]-y[i+1]) ) ; perimetro = perimetro + lato ;}/* ultimo lato: (x[N-1],y[N-1])-(x[0],y[0]) */ lato = sqrt( (x[N-1]-x[0])*(x[N-1]-x[0]) + (y[N-1]-y[0])*(y[N-1]-y[0]) ) ; perimetro = perimetro + lato ; 54

Vettori

Argomenti trattatiLa struttura dati vettorialeDichiarazione di vettori in CAccesso agli elementi del vettoreVettori con occupazione variabile 2

Tecniche di programmazioneLettura e scrittura di vettoriRicerca di elementiRicerche di duplicati, di sottosequenze, dielementi comuni, ...Vettori paralleli 3

Vettori e cicliPer elaborare il contenuto di un vettore sonospesso necessari dei cicli Operazioni semplici: scansione del vettore per stampa, lettura, ricerca, ... Operazioni complesse: possono richiedere più cicli annidati 4

Errore frequenteNon è detto che ad ogni vettore corrisponda uncicloControesempio: nella ricerca di elementiduplicati, vi è un solo vettore, ma due cicliannidatiControesempio: nel calcolo del perimetro, vi sonodue vettori, ma un solo ciclo 5

Errore frequenteAl vettore non è associato alcun indiceparticolare, per scandirne gli elementiLo stesso vettore può essere usato con indicidiversiLo stesso indice può essere applicato a vettoridiversi 6

SuggerimentiTenere separate le operazioni di lettura/scritturadalle elaborazioni vere e proprieProcedere per gradi, in modalità top-down,cercando di riconoscere ove possibile le strutturenote ricerca di un elemento verifica di esistenza verifica di universalitàNon confondere i vari “flag” utilizzati in caso dicicli annidati 7

AvvertenzeLa combinazione di vettori e cicli crea unfortissimo incremento nella complessità deiprogrammi realizzabili Questo è il punto più ripido nella curva di apprendimentoPrima di procedere oltre, allenarsi con moltiesercizi di programmazione 8

Programmazione in C

Caratteri e stringheDati testualiIl tipo charVettori di caratteriOperazioni elementari sulle stringheFunzioni di libreriaEsercizi propostiSommario 2

Riferimenti al materialeTesti Kernighan & Ritchie: capitoli 1 e 5 Cabodi, Quer, Sonza Reorda: capitolo 5 Dietel & Dietel: capitolo 8Dispense Scheda: “Caratteri e stringhe in C” 3

Caratteri e stringhe

Dati testualiTipi di dato testualiCaratteriStringhe 5

Dati testuali

Tipi di dato testualiI programmi visti finora erano in grado dielaborare esclusivamente informazioni numeriche Numeri interi (int), numeri reali (float) Variabili singole o vettoriIn molti casi è necessario elaborare informazionidi tipo testuale Vuoi continuare (s/n)? Conta le parole di un testo scritto Gestisci una rubrica di nomi e numeri di telefono ... 7

Il sistema dei tipi C Tipo di dato Tipi Scalari Tipi Strutturati voidTipi interi Tipi reali Enumerazioni Vettori char float Strutture int double Union short/long long Puntatori signed/unsigned Funzioni 8

Rappresentazione dei testiIl calcolatore è in grado di rappresentare icaratteri alfabetici, numerici ed i simboli specialidi punteggiaturaAd ogni diverso carattere viene assegnato,convenzionalmente, un codice numericocorrispondenteIl programma in C lavora sempre con i codicinumericiLe funzioni di input/output sono in grado diaccettare e mostrare i caratteri corrispondenti 9

Codice ASCII 10Source: www.lookuptables.com

Caratteri e stringheIl codice ASCII permette di rappresentare unsingolo carattere y 7 W ! %Nelle applicazioni pratiche spesso serverappresentare sequenze di caratteri: stringhe F u l v i o 0 6 A Z N 0 1 1 - 5 6 4 6 3 3 2 11

Dualità caratteri - numeriOgni carattere è rappresentato dal suo codiceASCII y 7 W ! % 121 55 87 33 37Ogni stringa è rappresentata dai codici ASCII deicaratteri di cui è composta F u l v i o 0 6 A Z N 70 117 108 118 105 111 48 54 65 90 78 0 1 1 - 5 6 4 6 3 3 2 12 48 49 49 45 53 54 52 54 51 51 50

Dati testuali

Caratteri in COgni carattere viene rappresentato dal propriocodice ASCIISono sufficienti 7 bit per rappresentare ciascuncarattere Il C usa variabili di 8 bit (1 byte)Non sono previste le lettere accentate né altrisimboli diacritici Richiedono estensioni speciali e librerie specifiche 14

Codice ASCII 15Source: www.lookuptables.com

Codice ASCII Simbolo corrispondente Valore decimale (tra 0 e 127) 16Source: www.lookuptables.com

Codice ASCII Lettere minuscole Lettere maiuscole 17Source: www.lookuptables.com Source: www.lookuptables.com

Codice ASCII Cifre numeriche Simboli di punteggiatura Source: www.lookuptables.com 18Source: www.lookuptables.com

Codice ASCII Spazio biancoCaratteri di controllo 19 Source: www.lookuptables.com

Caratteristiche del codice ASCIILe lettere maiuscole sono tutte consecutive, ed inordine alfabeticoLe lettere minuscole sono tutte consecutive, ed inordine alfabeticoLe lettere maiuscole vengono “prima” delleminuscoleLe cifre numeriche sono tutte consecutive, inordine dallo 0 al 9I simboli di punteggiatura sono sparsi 20

Caratteri di controlloCaratteri speciali, non visualizzabiliRappresentano comandi di stampa, e non simbolida stampareEsempi: 7 – BEL: emetti un “bip” 8 – BS: cancella l’ultimo carattere 10 – LF: avanza di una riga 13 – CR: torna alla prima colonna 27 – ESC: tasto “Esc”Per alcuni esiste una sequenza di escape in C: n 21

Errore frequenteNon confondere il carattere ASCII cherappresenta una cifra numerica con il valoredecimale associato a tale cifra int char 7 7 55Per chiarezza useremo gli apici per indicare icaratteri char 7 55 22

Errore frequentePensare che un singolo carattere possamemorizzare più simboli char char char char Fulvio F 7 u 7 l 7 55 117 108 23

Dati testuali

StringheUna stringa è una struttura dati capace dimemorizzare sequenze di caratteriIn C non esiste un tipo di dato specificoSi usano vettori di caratteriLa lunghezza di una stringa è tipicamentevariabile durante l’esecuzione del programma Occorrerà gestire l’occupazione variabile dei vettori di caratteri 25

Caratteristiche delle stringheMemorizzate come singoli caratteri, ma il lorosignificato è dato dall’intera sequenza di caratteriLunghezza variabileMix di lettere/cifre/punteggiatura/spaziSolitamente non contengono caratteri di controllo F u l v i o 0 6 A Z N 70 117 108 118 105 111 48 54 65 90 78 0 1 1 - 5 6 4 6 3 3 2 48 49 49 45 53 54 52 54 51 51 50 26

Manipolazione delle stringheOccorre trattare l’insieme di caratterimemorizzato nel vettore come un’unica“variabile”Ogni operazione elementare sulle stringhecoinvolgerà tipicamente dei cicli che scandisconoil vettoreMolte funzioni di libreria sono già disponibili percompiere le operazioni più frequenti ed utili 27

Errore frequenteNon confondere una stringa composta da cifrenumeriche con il valore decimale associato a talesequenza int char 137 1 7 7 3 49 51 55 28

Il tipo charVariabili charInput/output di charOperazioni sui charEsercizio “Quadrati di lettere” 2

Il tipo char

Variabili charI caratteri in C si memorizzano in variabili di tipochar char lettera ;Le costanti di tipo char si indicano ponendo ilsimbolo corrispondente tra singoli apici lettera = Q ; 4

ApiciNon confondere i 3 tipi di apici presenti sullatastiera:Apice singolo In C, delimita singoli caratteri(apostrofo)Apice doppio " In C, delimita stringhe di(virgolette) caratteriApice rovesciato ` Non utilizzato in C(accento grave) 5

Dualità dei charSintatticamente, i char non sono altro che degliint di piccola dimensione Ogni operazione possibile su un int, è anche possibile su un char Ovviamente solo alcune di tali operazioni avranno senso sull’interpretazione testuale (ASCII) del valore numerico 6

Esempiint i ;char c ;c = A ; 7

Esempiint i ;char c ;c = A ;c = 65 ; /* equivalente! */ 8

Esempiint i ;char c ;c = A ;c = 65 ; /* equivalente! */i = c ; /* i sarà 65 */ 9

Esempiint i ;char c ;c = A ;c = 65 ; /* equivalente! */i = c ; /* i sarà 65 */c = c + 1 ; /* c sarà 66 = B */ 10

Esempiint i ;char c ;c = A ;c = 65 ; /* equivalente! */i = c ; /* i sarà 65 */c = c + 1 ; /* c sarà 66 = B */c = c * 2 ; /* non ha senso... */ 11

Esempiint i ;char c ;c = A ;c = 65 ; /* equivalente! */i = c ; /* i sarà 65 */c = c + 1 ; /* c sarà 66 = B */c = c * 2 ; /* non ha senso... */if (c == Z) ... 12

Esempiint i ;char c ;c = A ;c = 65 ; /* equivalente! */i = c ; /* i sarà 65 */c = c + 1 ; /* c sarà 66 = B */c = c * 2 ; /* non ha senso... */if (c == Z) ...for(for c=A; c<=Z; c++) ... 13

Caratteri specialiPer alcuni caratteri di controllo il linguaggio Cdefinisce una particolare sequenza di escapeper poterli rappresentare C ASCII Significaton LF – 10 A capot TAB – 9 Tabulazioneb BS – 8 Backspace – cancella ultimo car.a BEL – 7 Emette un “bip”r CR – 13 Torna alla prima colonna 14

Punteggiatura speciale in CAlcuni caratteri hanno un significato particolaredentro gli apici. Per poterli inserire comecarattere esistono apposite sequenze di escape C ASCII Significato Immette un backslash Immette un apice singolo " " Immette un apice doppioooo ooo Immette in carattere ASCII con codice (ottale) oooxhh hh Immette in carattere ASCII con codice (esadecimale) hh 15

Il tipo char

Input/output di charEsistono due insiemi di funzioni che permettonodi leggere e stampare variabili di tipo char: Le funzioni printf/scanf, usando lo specificatore di formato "%c" Le funzioni putchar e getcharIn entrambi i casi è sufficiente includere lalibreria <stdio.h>È possibile mescolare liberamente le due famigliedi funzioni 17

Stampa di caratterichar ch ;printf("%c", ch) ; char ch ; putchar(ch) ; 18

Lettura di caratterichar ch ;scanf("%c", &ch) ; char ch ; ch = getchar() ; 19

Suggerimenti (1/2)La funzione printf è più comoda quandooccorre stampare altri caratteri insieme a quellodesiderato printf("La risposta e: %cn", ch) ; printf("Codice: %c%dn", ch, num ) ;La funzione putchar è più comoda quandooccorre stampare semplicemente il carattere for(ch=a; ch<=z; ch++) putchar(ch) ; 20

Suggerimenti (2/2)La funzione getchar è generalmente piùcomoda in tutti i casi printf("Vuoi continuare (s/n)? "); ch = getchar() ; 21

Bufferizzazione dell’input-outputTutte le funzioni della libreria <stdio.h>gestiscono l’input-output in modo bufferizzato Per maggior efficienza, i caratteri non vengono trasferiti immediatamente dal programma al terminale (o viceversa), ma solo a gruppi È quindi possibile che dopo una putchar, il carattere non compaia immediatamente sullo schermo Analogamente, la getchar non restituisce il carattere finché l’utente non preme invio 22

Conseguenza praticachar ch,ch2 ;printf("Dato: "); Dato: _ch = getchar() ;ch2 = getchar() ;Il programma stampa l’invito ad inserire un dato 23

Conseguenza praticachar ch,ch2 ;printf("Dato: "); Dato: _ch = getchar() ;ch2 = getchar() ;getchar blocca il programma in attesa del dato 24

Conseguenza praticachar ch,ch2 ;printf("Dato: "); Dato: a_ch = getchar() ;ch2 = getchar() ;L’utente immette a, il programma non lo riceve 25

Conseguenza praticachar ch,ch2 ;printf("Dato: "); Dato: a _ch = getchar() ;ch2 = getchar() ;L’utente immette Invio, il programma prosegue 26

Conseguenza praticachar ch,ch2 ;printf("Dato: "); Dato: a _ch = getchar() ;ch2 = getchar() ;Ora ch=a, il programma fa un’altra getchar() 27

Conseguenza praticachar ch,ch2 ;printf("Dato: "); Dato: a _ch = getchar() ;ch2 = getchar() ;Il programma non si blocca in attesa dell’utente 28

Conseguenza praticachar ch,ch2 ;printf("Dato: "); Dato: a _ch = getchar() ;ch2 = getchar() ;C’era già un carattere pronto: Invio! ch2=n 29

Consigli praticiRicordare che l’utente deve sempre premereInvio, anche se il programma richiede un singolocarattereRicordare che, se l’utente inserisce più di uncarattere, questi verranno restituiti uno ad unonelle getchar successiveRicordare che l’Invio viene letto come tutti glialtri caratteri 30

Soluzione propostachar ch, temp ;printf("Dato: ");ch = getchar() ; /* leggi il dato *//* elimina eventuali caratteri successivied il n che sicuramente ci sarà */do { temp = getchar() ;} while (temp != n) ; 31

Soluzione propostachar ch, temp ;printf("Dato: ");ch = getchar() ; /* leggi il dato */ /* forma più compatta *//* elimina eventuali caratteri successivi ) while ( getchar()!=ned il n che sicuramente ci sarà; */ /*niente*/do { temp = getchar() ;} while (temp != n) ; 32

Il tipo char

Operazioni sui charLe operazioni lecite sui char derivanodirettamente dalla combinazione tra Le operazioni permesse sugli int La disposizione dei caratteri nella tabella ASCII Le convenzioni lessicali della nostra lingua scritta 34

Conversione ASCII-CarattereUna variabile di tipo char è allo stesso tempo Il valore numerico del codice ASCII del carattere printf("%d", ch) ; i = ch ; ch = j ; ch = 48 ; Il simbolo corrispondente al carattere ASCII printf("%c", ch) ; putchar(ch) ; ch = Z ; ch = 4 ; 35

Esempio (1/3)int i ;char ch ; char-int.cprintf("Immetti codice ASCII (32-126): ");scanf("%d", &i) ;ch = i ;printf("Il carattere %c ha codice %dn", ch, i) ; 36

Esempio (2/3)printf("Immetti un carattere: ") ; char-int.cch = getchar() ;while(while getchar() != n ) /**/ ;i = ch ;printf("Il carattere %c ha codice %dn", ch, i) ; 37

Esempio (3/3) char-int.cImmetti un codice ASCII (32-126): 44Il carattere , ha codice ASCII 44Immetti un carattere: $Il carattere $ ha codice ASCII 36 38

Scansione dell’alfabeto È possibile generare tutte le lettere dell’alfabeto, in ordine, grazie al fatto che nella tabella ASCII esse compaiono consecutive e ordinatechar ch ;for(for ch = A ; ch <= Z ; ch++ ) putchar(ch) ;putchar(n) ; 39

Verifica se è una lettera Per sapere se un carattere è alfabetico, è sufficiente verificare se cade nell’intervallo delle lettere (maiuscole o minuscole)if(if ch>=A && ch<=Z ) printf("%c lettera maiuscolan", ch) ;if( ch>=a && ch<=z )if printf("%c lettera minuscolan", ch) ;if( (ch>=A && ch<=Z) ||if (ch>=a && ch<=z) ) printf("%c letteran", ch) ; 40

Verifica se è una cifra Per sapere se un carattere è numerico (0-9), è sufficiente verificare se cade nell’intervallo delle cifreif(if ch>=0 && ch<=9 ) printf("%c cifra numerican", ch) ; 41

Valore di una cifra Conoscere il valore decimale di un carattere numerico (0-9), è sufficiente calcolare la “distanza” dalla cifra 0if(if ch>=0 && ch<=9 ){ printf("%c cifra numerican", ch) ; val = ch - 0 ; printf("Il suo valore e: %d", val ) ;} 42

Da minuscolo a maiuscolo (1/2)I codici ASCII delle lettere maiuscole e delleminuscole differiscono solamente per unacostante: A = 65 ... Z = 90 a = 97 ... z = 122Se ch è una lettera minuscola ch - a è la sua posizione nell’alfabeto ( ch - a ) + A è la corrispondente lettera maiuscola 43

Da minuscolo a maiuscolo (2/2) Possiamo interpretare la conversione come una traslazione della quantità ( A-a )if(if ch>=a && ch<=z ){ printf("%c lettera minuscolan", ch) ; ch2 = ch + (A-a) ; printf(La maiuscola e: %cn", ch2) ;} 44

Confronto alfabetico Se due caratteri sono entrambi maiuscoli (o entrambi minuscoli) è sufficiente confrontare i rispettivi codici ASCIIif(if ch < ch2 ) printf("%c viene prima di %c", ch, ch2) ;else printf("%c viene prima di %c", ch2, ch) ; 45

Il tipo char

Esercizio “Quadrati di lettere”Si scriva un programma in linguaggio C chestampi su video una serie di quadrati, compostidalle successive lettere dell’alfabeto, didimensioni sempre crescenti: Un quadrato 1x1 di lettere A Un quadrato 2x2 di lettere B Un quadrato 3x3 di lettere C ...eccetera 47

AnalisiQuanti quadrati vuoi stampare? 4ABBBBCCCCCCCCCDDDDDDDDDDDDDDDD 48

Soluzione (1/2)int i, N ;int riga, col ; quadrati.cchar ch ;printf("Quanti quadrati? ") ;scanf("%d", &N) ;while(N<1 || N>26)while{ printf("Deve essere tra 1 e 26n"); printf("Quanti quadrati? ") ; scanf("%d", &N) ;} 49

Soluzione (2/2)for(for i=0; i<N; i++ ){ /* stampa un quadrato quadrati.c di dimensione (i+1) */ ch = i + A ; for(riga=0; riga<i+1; riga++) for { for(col=0; col<i+1; col++) for putchar(ch); putchar(n) ; } putchar(n) ;} 50

Vettori di caratteriIl tipo stringaTerminatore nulloInput/output di stringhe 2

Vettori di caratteri

Stringhe in CNel linguaggio C non è supportato esplicitamentealcun tipo di dato “stringa”Le informazioni di tipo stringa vengonomemorizzate ed elaborate ricorrendo a semplicivettori di caratteri char saluto[10] ; B u o n g i o r n o 4

Esempio Si realizzi un programma in linguaggio C che acquisisca da tastiera il nome dell’utente (una stringa di max 20 caratteri), e stampi a video un saluto per l’utente stessoCome ti chiami? FulvioBuongiorno, Fulvio! 5

Soluzione (1/3) saluti.cconst int MAX = 20 ;char nome[MAX] ;int N ;char ch ;int i ;printf("Come ti chiami? ") ;N = 0 ; 6

Soluzione (2/3) saluti.cch = getchar() ;while(while ch != n && N<MAX ){ nome[N] = ch ; N++ ; ch = getchar() ;} 7

Soluzione (3/3) saluti.cprintf("Buongiorno, ") ;for(i=0; i<N; i++)for putchar( nome[i] ) ;printf("!n") ; 8

Commenti (1/2)Qualsiasi operazione sulle stringhe si puòrealizzare agendo opportunamente su vettori dicaratteri, gestiti con occupazione variabileCosì facendo, però vi sono alcuni svantaggi Per ogni vettore di caratteri, occorre definire un’opportuna variabile che ne indichi la lunghezza Ogni operazione, anche elementare, richiede l’uso di cicli for/while 9

Commenti (2/2)Alcune convenzioni ci possono aiutare Gestire in modo standard i vettori di caratteri usati per memorizzare stringhe Apprendere le tecniche solitamente utilizzate per compiere le operazioni più frequentiMolte funzioni di libreria seguono questeconvenzioni Conoscere le funzioni di libreria ed utilizzarle per accelerare la scrittura del programma 10

Lunghezza di una stringa Vi sono due tecniche per determinare la lunghezza di una stringa 1. utilizzare una variabile intera che memorizzi il numero di caratteri validichar nome[10] ; F u l v i o Z ! $ .int lungh_nome ; 6 12

Lunghezza di una stringa Vi sono due tecniche per determinare la lunghezza di una stringa 1. utilizzare una variabile intera che memorizzi il numero di caratteri validichar nome[10] ; F u l v i o Z ! $ .int lungh_nome ; 6 2. utilizzare un carattere “speciale”, con funzione di terminatore, dopo l’ultimo carattere validochar nome[10] ; F u l v i o Ø ! $ . 13

Carattere terminatoreIl carattere “terminatore” deve avere le seguenticaratteristiche Fare parte della tabella dei codici ASCII Deve essere rappresentabile in un char Non comparire mai nelle stringhe utilizzate dal programma Non deve confondersi con i caratteri “normali”Inoltre il vettore di caratteri deve avere unaposizione libera in più, per memorizzare ilterminatore stesso 14

Terminatore standard in CPer convenzione, in C si sceglie che tutte lestringhe siano rappresentate mediante uncarattere terminatoreIl terminatore corrisponde al carattere di codiceASCII pari a zero nome[6] = 0 ; nome[6] = 0 ; F u l v i o Ø ! $ . 15

VantaggiNon è necessaria un’ulteriore variabile intera perciascuna stringaL’informazione sulla lunghezza della stringa èinterna al vettore stessoTutte le funzioni della libreria standard Crispettano questa convenzione Si aspettano che la stringa sia terminata Restituiscono sempre stringhe terminate 16

SvantaggiNecessario 1 byte in più Per una stringa di N caratteri, serve un vettore di N+1 elementiNecessario ricordare di aggiungere sempre ilterminatoreImpossibile rappresentare stringhe contenenti ilcarattere ASCII 0 17

Esempio Si realizzi un programma in linguaggio C che acquisisca da tastiera il nome dell’utente (una stringa di max 20 caratteri), e stampi a video un saluto per l’utente stessoCome ti chiami? FulvioBuongiorno, Fulvio! 18

Soluzione (1/3) saluti0.cconst int MAX = 20 ;char nome[MAX+1] ;char ch ;int i ;printf("Come ti chiami? ") ;i = 0 ; 19

Soluzione (2/3)i = 0 ; saluti0.cch = getchar() ;while(while ch != n && i<MAX ){ nome[i] = ch ; i++ ; ch = getchar() ;}/* aggiunge terminatore nullo */nome[i] = 0 ; 20

Soluzione (3/3) saluti0.cprintf("Buongiorno, ") ;for(i=0; nome[i]!=0; i++)for putchar( nome[i] ) ;printf("!n") ; 21

I/O di stringheDiamo per scontato di utilizzare la convenzionedel terminatore nulloSi possono utilizzare Funzioni di lettura e scrittura carattere per carattere Come nell’esercizio precedente Funzioni di lettura e scrittura di stringhe intere scanf e printf gets e puts 23

Lettura di stringhe con scanfUtilizzare la funzione scanf con lo specificatoredi formato "%s"La variabile da leggere deve essere il nome di unvettore di caratteri Non utilizzare le parentesi quadre Non utilizzare la &Legge ciò che viene immesso da tastiera, fino alprimo spazio o fine linea (esclusi) Non adatta a leggere nomi composti (es. "Pier Paolo") 24

Esempioconst int MAX = 20 ;char nome[MAX+1] ;printf("Come ti chiami? ") ;scanf("%s", nome) ; 25

Lettura di stringhe con getsLa funzione gets è pensata appositamente peracquisire una stringaAccetta un parametro, che corrisponde al nomedi un vettore di caratteri Non utilizzare le parentesi quadreLegge ciò che viene immesso da tastiera, fino alfine linea (escluso), e compresi eventuali spazi Possibile leggere nomi composti (es. "Pier Paolo") 26

Esempioconst int MAX = 20 ;char nome[MAX+1] ;printf("Come ti chiami? ") ;gets(nome) ; 27

Scrittura di stringhe con printfUtilizzare la funzione printf con lo specificatoredi formato "%s"La variabile da stampare deve essere il nome diun vettore di caratteri Non utilizzare le parentesi quadreÈ possibile combinare la stringa con altre variabilinella stessa istruzione 28

Esempioprintf("Buongiorno, ") ;printf("%s", nome) ;printf("!n") ;printf("Buongiorno, %s!n", nome) ; 29

Scrittura di stringhe con putsLa funzione puts è pensata appositamente perstampare una stringaLa variabile da stampare deve essere il nome diun vettore di caratteri Non utilizzare le parentesi quadreVa a capo automaticamente Non è possibile stampare altre informazioni sulla stessa riga 30

Esempioprintf("Buongiorno, ") ;puts(nome) ;/* No!! printf("!n") ; */ 31

ConclusioneUtilizzare sempre la convenzione del terminatorenulloRicordare di allocare un elemento in più neivettori di caratteriUtilizzare quando possibile le funzioni di libreriapredefinite In lettura, prediligere gets In scrittura printf è indicata per messaggi composti puts è più semplice se si ha un dato per riga 32

Operazioni elementari sulle stringheLunghezzaCopia di stringheConcatenazione di stringheConfronto di stringheRicerca di sotto-stringheRicerca di parole 2

Operazioni elementari sulle stringhe

Lunghezza di una stringaLa lunghezza di una stringa si può determinarericercando la posizione del terminatore nullo char s[MAX+1] ; int lun ; s S a l v e Ø 3 r W t 0 1 2 3 4 5 4

Calcolo della lunghezzaconst int MAX = 20 ;char s[MAX+1] ;int lun ;int i ;... /* lettura stringa */for(for i=0 ; s[i] != 0 ; i++ ) /* Niente */ ;lun = i ; 5

La funzione strlenNella libreria standard C è disponibile la funzionestrlen, che calcola la lunghezza della stringapassata come parametroNecessario includere <string.h>const int MAX = 20 ;char s[MAX+1] ;int lun ;... /* lettura stringa */lun = strlen(s) ; 6

Copia di stringheL’operazione di copia prevede di ricopiare ilcontenuto di una prima stringa “sorgente”, in unaseconda stringa “destinazione”char src[MAXS+1] ;char dst[MAXD+1] ; src S a l v e Ø 3 r W t dst Ø 2 % q " t o $ n o 8

Risultato della copiasrc S a l v e Ø 3 r W tdst Ø 2 % q " t o $ n o Copia src in dstdst S a l v e Ø o $ n o 9

Copiaconst int MAXS = 20, MAXD = 30 ;char src[MAXS+1] ;char dst[MAXD+1] ;int i ;... /* lettura stringa src */for(for i=0 ; src[i] != 0 ; i++ ) dst[i] = src[i] ; /* copia */dst[i] = 0 ; /* aggiunge terminatore */ 10

La funzione strcpyNella libreria standard C, includendo<string.h>, è disponibile la funzione strcpy,che effettua la copia di stringhe Primo parametro: stringa destinazione Secondo parametro: stringa sorgenteconst int MAXS = 20, MAXD = 30 ;char src[MAXS+1] ;char dst[MAXD+1] ;... /* lettura stringa src */strcpy(dst, src) ; 11

AvvertenzeNella stringa destinazione vi deve essere unnumero sufficiente di locazioni libere MAXD+1 >= strlen(src)+1Il contenuto precedente della stringadestinazione viene persoLa stringa sorgente non viene modificataIl terminatore nullo Deve essere aggiunto in coda a dst La strcpy pensa già autonomamente a farlo 12

Errore frequente Per effettuare una copia di stringhe non si può assolutamente utilizzare l’operatore = Necessario usare strcpydst = src ; strcpy(dst, src);dst[] = src[] ;dst[MAXD] = src[MAXC] ; 13

Concatenazione di stringheL’operazione di concatenazione corrisponde acreare una nuova stringa composta dai caratteridi una prima stringa, seguiti dai caratteri di unaseconda stringa sa S a l v e Ø 3 r W t sb m o n d o Ø o $ n oConcatenazione di sa con sb S a l v e m o n d o Ø w 1 Q r 15

SemplificazionePer maggior semplicità, in C l’operazione diconcatenazione scrive il risultato nello stessovettore della prima stringaIl valore precedente della prima stringa viene cosìpersoPer memorizzare altrove il risultato, o per nonperdere la prima stringa, è possibile ricorrere astringhe temporanee ed alla funzione strcpy 16

Esempiosa S a l v e Ø w z 3 w 7 w 1 Q rsb m o n d o Ø h ! L . 2 x y E P Concatenazione di sa con sbsa S a l v e m o n d o Ø w 1 Q rsb m o n d o Ø h ! L . 2 x y E P 17

Algoritmo di concatenazione Trova la fine della prima stringasa S a l v e Ø w z 3 w 7 w 1 Q r 18

Algoritmo di concatenazione Trova la fine della prima stringa Copia la seconda stringa nel vettore della prima, a partire della posizione del terminatore nullo (sovrascrivendolo)sa S a l v e Ø w z 3 w 7 w 1 Q r sb m o n d o Ø h ! L . 2 x y E P 19

Algoritmo di concatenazione Trova la fine della prima stringa Copia la seconda stringa nel vettore della prima, a partire della posizione del terminatore nullo (sovrascrivendolo) Termina la copia non appena trovato il terminatore della seconda stringasa S a l v e m o n d o Ø w 1 Q r sb m o n d o Ø h ! L . 2 x y E P 20

Concatenazioneconst int MAX = 20 ;char sa[MAX] ;char sb[MAX] ;int la ;int i ;... /* lettura stringhe */la = strlen(sa) ;for(for i=0 ; sb[i] != 0 ; i++ ) sa[la+i] = sb[i] ; /* copia */sa[la+i] = 0 ; /* terminatore */ 21

La funzione strcatNella libreria standard C, includendo<string.h>, è disponibile la funzione strcat,che effettua la concatenazione di stringhe Primo parametro: prima stringa (destinazione) Secondo parametro: seconda stringaconst int MAX = 20 ;char sa[MAX] ;char sb[MAX] ;... /* lettura stringhe */strcat(sa, sb) ; 22

Avvertenze (1/2)Nella prima stringa vi deve essere un numerosufficiente di locazioni libere MAX+1 >= strlen(sa)+strlen(sb)+1Il contenuto precedente della prima stringaviene persoLa seconda stringa non viene modificataIl terminatore nullo Deve essere aggiunto in coda alla prima stringa La strcat pensa già autonomamente a farlo 23

Avvertenze (2/2)Per concatenare 3 o più stringhe, occorre farlodue a due: strcat(sa, sb); strcat(sa, sc);È possibile concatenare anche stringhe costanti strcat(sa, "!"); 24

Confronto di stringheIl confronto di due stringhe (es.: sa e sb), miraa determinare se: Le due stringhe sono uguali hanno uguale lunghezza e sono composte dagli stessi caratteri nello stesso ordine Le due stringhe sono diverse La stringa sa precede la stringa sb secondo l’ordine lessicografico imposto dal codice ASCII parzialmente compatibile con l’ordine alfabetico La stringa sa segue la stringa sb 26

Confronto di uguaglianza Ogni carattere di sa deve essere uguale al carattere corrispondente di sb Il terminatore nullo deve essere nella stessa posizione I caratteri successivi al terminatore vanno ignoratisa S a l v e Ø o 4 d 1 Ø w 1 Q rsb S a l v e Ø h ! L . 2 x y E P 27

Confronto di uguaglianzaconst int MAX = 20 ;char sa[MAX] ;char sb[MAX] ;int uguali ;int i ;...uguali = 1 ;for(for i=0 ; sa[i]!=0 && sb[i]!=0 ; i++ ){ if(sa[i]!=sb[i]) if uguali = 0 ;}if(sa[i]!=0 || sb[i]!=0)if uguali = 0 ; 28

Confronto di uguaglianzaconst int MAX = 20 ;char sa[MAX] ;char sb[MAX] ; ricerca di universalità Flag:int uguali ; della condizioneint i ; sa[i]==sb[i]...uguali = 1 ;for(for i=0 ; sa[i]!=0 && sb[i]!=0 ; i++ ){ if(sa[i]!=sb[i]) if uguali = 0 ;}if(sa[i]!=0 || sb[i]!=0)if uguali = 0 ; 29

Confronto di uguaglianzaconst int MAX = 20 ;char sa[MAX] ;char sb[MAX] ; Cicla fino al terminatore diint uguali ; sa o di sbint i ; (il primo che si incontra)...uguali = 1 ;for(for i=0 ; sa[i]!=0 && sb[i]!=0 ; i++ ){ if(sa[i]!=sb[i]) if uguali = 0 ;}if(sa[i]!=0 || sb[i]!=0)if uguali = 0 ; 30

Confronto di uguaglianzaconst int MAX = 20 ;char sa[MAX] ;char sb[MAX] ;int uguali ;int i ;... Verifica che tutti i caratteriuguali = 1 ; incontrati siano uguali.for(for i=0 ; sa[i]!=0 && sb[i]!=0 il;flag uguali. Se no, poni a 0 i++ ){ if(sa[i]!=sb[i]) if uguali = 0 ;}if(sa[i]!=0 || sb[i]!=0)if uguali = 0 ; 31

Confronto di uguaglianzaconst int MAX = 20 ;char sa[MAX] ;char sb[MAX] ;int uguali ;int i ;... In questo punto sicuramenteuguali = 1 ; una delle due stringhe èfor(for i=0 ; sa[i]!=0 && sb[i]!=0 ; i++ ) arrivata al terminatore.{ Se non lo è anche l’altra, if(sa[i]!=sb[i]) if allora non sono uguali! uguali = 0 ;}if(sa[i]!=0 || sb[i]!=0)if uguali = 0 ; 32

Confronto di ordine Verifichiamo se sa “è minore di” sb. Partiamo con i=0 Se sa[i]<sb[i], allora sa è minore Se sa[i]>sb[i], allora sa non è minore Se sa[i]=sb[i], allora bisogna controllare i caratteri successivi (i++) Il terminatore nullo conta come “minore” di tuttisa S a l v e Ø o 4 d 1 Ø w 1 Q rsb S a l u t e Ø ! L . 2 x y E P 33

Confronto di ordine (1/2)const int MAX = 20 ;char sa[MAX] ;char sb[MAX] ;int minore ;int i ;...minore = 0 ;for(for i=0 ; sa[i]!=0 && sb[i]!=0 && minore==0; i++ ){ if(sa[i]<sb[i]) if minore = 1 ; if(sa[i]>sb[i]) if minore = -1 ;} 34

Confronto di ordine (2/2)if(minore==0 && sa[i]==0 && sb[i]!=0)if minore=1 ;if(minore==1)if printf("%s e minore di %sn", sa, sb ) ; 35

Commentiminore = 0 ;for(for i=0 ; sa[i]!=0 && sb[i]!=0 && minore==0; i++ esistenza della Ricerca di ){ condizione sa[i]<sb[i]. if(sa[i]<sb[i]) if minore = 1 ; if(sa[i]>sb[i]) if minore = -1 ;}if(minore==0 && sa[i]==0 && sb[i]!=0)if minore=1 ;if(minore==1)if ... 36

Commentiminore = 0 ;for(for i=0 ; sa[i]!=0 && sb[i]!=0 && minore==0; i++ ){ if(sa[i]<sb[i]) if minore = 1 ; fino al primo terminatore Cicla if(sa[i]>sb[i]) oppure fino a che non si if nullo, minore = -1 “scopre” chi è minore. ;} In altre parole, continua a ciclare solo finché le stringheif(minore==0 && sa[i]==0 && sb[i]!=0)if “sembrano” uguali. minore=1 ;if(minore==1)if ... 37

Commentiminore = 0 ;for(for i=0 ; sa[i]!=0 && sb[i]!=0è minore di sb Sicuramente sa && minore==0;Flag: minore = 1 i++ ){ if(sa[i]<sb[i]) if minore = 1 ; if(sa[i]>sb[i]) if minore = -1 ;} Sicuramente sa non è minore Se flag di sbif(minore==0 && sa[i]==0 && sb[i]!=0)if minore==0 ; minore=1 Flag: minore = -1 continua a ciclareif(minore==1)if ... 38

Commentiminore = 0 ;for(for i=0 ; sa[i]!=0 && sb[i]!=0 && minore==0; i++ ){ if(sa[i]<sb[i]) if minore = 1 ; Se finora erano uguali, ma sa è if(sa[i]>sb[i]) if più corta di sb, allora sa è minore = -1 ; minore}if(minore==0 && sa[i]==0 && sb[i]!=0)if minore=1 ;if(minore==1)if ... 39

La funzione strcmpNella libreria standard C, includendo<string.h>, è disponibile la funzione strcmp,che effettua il confronto di stringhe Primo parametro: prima stringa Secondo parametro: seconda stringa Valore restituito: <0 se la prima stringa è minore della seconda ==0 se le stringhe sono uguali >0 se la prima stringa è maggiore della seconda 40

Confronti variconst int MAX = 20 ;char sa[MAX] ;char sb[MAX] ;int ris ;...ris = strcmp(sa, sb) ;if(ris<0)if printf("%s minore di %sn", sa, sb);if(ris==0)if printf("%s uguale a %sn", sa, sb);if(ris>0)if printf("%s maggiore di %sn", sa, sb); 41

SuggerimentoPer ricordare il significato del valore calcolato dastrcmp, immaginare che la funzione faccia una“sottrazione” tra le due stringhe sa – sb Negativo: sa minore Positivo: sa maggiore Nullo: ugualiconst int MAX = 20 ;char sa[MAX] ;char sb[MAX] ;int ris ;...ris = strcmp(sa, sb) ; 42

Ordinamento delle stringhe La funzione strcmp lavora confrontando tra loro i codici ASCII dei caratteri Il criterio di ordinamento è quindi dato dalla posizione dei caratteri nella tabella ASCIINullo Spazio Cifre numeriche Lettere maiuscole Lettere minuscole Ø 0 … 9 A … Z a … z Caratteri di Punteggiatura Punteggiatura Punteggiatura Punteggiatura controllo 43

ConseguenzeOgni lettera maiuscola precede ogni letteraminuscola Ciao precede ciao Zulu precede apacheGli spazi contano, e precedono le lettere Qui Quo Qua precede QuiQuoQuaI simboli di punteggiatura contano, ma non vi èuna regola intuitivaL’ordinamento che si ottiene è lievemente diversoda quello “standard” alfabetico 44

Ricerca in una stringaÈ possibile concepire diversi tipi di ricerche dacompiersi all’interno di una stringa: Determinare se un determinato carattere compare all’interno di una stringa data Determinare se una determinata stringa compare integralmente all’interno di un’altra stringa data, in una posizione arbitraria 46

Ricerca di un carattere (1/2) Detti: s una stringa arbitraria ch un carattere qualsiasi Determinare se la stringa s contiene (una o più volte) il carattere ch al suo interno, in qualsiasi posiziones S a l v e Ø o 4 d 1 a w 1 Q r ch a 47

Ricerca di un carattere (2/2)const int MAX = 20 ;char s[MAX] ;char ch ;int trovato ;int i ;...trovato = 0 ;for(for i=0 ; s[i]!=0 && trovato==0; i++ ){ if( if s[i]==ch ) trovato = 1 ;} 48

La funzione strchr (1/2)Nella libreria standard C, includendo<string.h>, è disponibile la funzione strchr,che effettua la ricerca di un carattere Primo parametro: stringa in cui cercare Secondo parametro: carattere da cercare Valore restituito: !=NULL se il carattere c’è ==NULL se il carattere non c’è 49

La funzione strchr (2/2)const int MAX = 20 ;char s[MAX] ;char ch ;...if(strchr(s, ch)!=NULL)if printf("%s contiene %cn", s, ch) ; 50

Ricerca di una sotto-stringa Detti: s una stringa arbitraria r una stringa da ricercare Determinare se la stringa s contiene (una o più volte) la stringa r al suo interno, in qualsiasi posiziones S a l v e a t u t t i Ø r r t u t Ø z 3 51

Esempios S a l v e a t u t t i Ø r t u t r t u t Ø z 3 52

Esempios S a l v e a t u t t i Ø r t u t t u t r t u t Ø z 3 53

Esempios S a l v e a t u t t i Ø r t u t t u t t u t t u t t u t t u t t u t t u t t u t r t u t Ø z 3 54

Esempios S a l v e a t u t t i Ø r t u t t u t t u t t u t t u t t u t t u t t u t t u t t u t t u t r t u t Ø z 3 55

Algoritmo di ricerca lr = strlen(r) ; ls = strlen(s) trovato = 0 Per ogni posizione possibile di r all’interno di s: pos = 0...ls-lr (compresi)s S a l v e a t u t t i Ø r pos r t u t Ø lr ls 56

Algoritmo di ricerca lr = strlen(r) ; ls = strlen(s) trovato = 0 Per ogni posizione possibile di r all’interno di s: pos = 0...ls-lr (compresi) Controlla se i caratteri di r, tra 0 e lr-1, coincidono con i caratteri di s, tra pos e pos+lr-1 Se sì, trovato = 1s S a l v e a t u t t i Ø r pos r t u t Ø lr ls 57

Algoritmo di ricerca diversi = 0 ; lr = strlen(r) ; ls = strlen(s) for(i=0; i<lr; i++) for trovato = 0 if(r[i]!=s[pos+i]) if diversi = 1 ; Per ogni posizione possibile di r all’interno di s: pos = 0...ls-lr (compresi) Controlla se i caratteri di r, tra 0 e lr-1, coincidono con i caratteri di s,tra pos e pos+lr-1 Se sì, trovato = 1s S a l v e a t u t t i Ø r pos r t u t Ø lr ls 58

Algoritmo di ricerca lr = strlen(r) ; ls = strlen(s) trovato = 0 Per ogni posizione possibile di r all’interno di s: pos = 0...ls-lr if if(diversi==0) Controlla se i caratteri di trovato=1 lr-1, r, tra 0 e ; coincidono con i caratteri di s,tra pos e pos+lr-1 Se sì, trovato = 1s S a l v e a t u t t i Ø r pos r t u t Ø lr ls 59

Ricerca di una sotto-stringa (1/2)const int MAX = 20 ; substr.cchar s[MAX] ;char r[MAX] ;int lr, ls, pos ;int i ;int trovato, diversi ;...ls = strlen(s);lr = strlen(r); 60

Ricerca di una sotto-stringa (2/2)trovato = 0 ;for(pos=0; pos<=ls-lr; pos++)for{ substr.c /* confronta r[0...lr-1] con s[pos...pos+lr-1] */ diversi = 0 ; for(i=0; i<lr; i++) for if(r[i]!=s[pos+i]) if diversi = 1 ; if(diversi==0) if trovato=1 ;}if(trovato==1)if printf("Trovato!n"); 61

La funzione strstr (1/2)Nella libreria standard C, includendo<string.h>, è disponibile la funzione strstr,che effettua la ricerca di una sottostringa Primo parametro: stringa in cui cercare Secondo parametro: sotto-stringa da cercare Valore restituito: !=NULL se la sotto-stringa c’è ==NULL se la sotto-stringa non c’è 62

La funzione strstr (2/2)const int MAX = 20 ;char s[MAX] ;char r[MAX] ;...if(strstr(s, r)!=NULL)if printf("Trovato!n"); 63

Ricerca di parole Talvolta non interessa trovare una qualsiasi sotto-stringa, ma solamente verificare se una parola completa è presente in una stringas1 C i a o n o n n o Ø t 2 " rs2 O g g i n o n c e Ø 4 r n o n Ø z 3 65

Definizioni (1/2)Lettera: carattere ASCII facente partedell’alfabeto maiuscolo (A...Z) o minuscolo(a...z)Parola: insieme consecutivo di lettere, separatoda altre parole mediante spazi, numeri o simbolidi punteggiatura 66

Definizioni (2/2)Inizio di parola: lettera, prima della quale nonvi è un’altra lettera Non vi è un altro carattere (inizio stringa) Vi è un altro carattere, ma non è una letteraFine di parola: lettera, dopo la quale non vi èun’altra lettera Non vi è un altro carattere (fine stringa) Vi è un altro carattere, ma non è una lettera 67

Algoritmo di ricercaPer ogni possibile posizione pos di r all’interno dis Se il carattere in quella posizione, s[pos], è un inizio di parola Controlla se i caratteri di r, tra 0 e lr-1, coincidono con i caratteri di s,tra pos e pos+lr-1 Controlla se s[pos+lr-1] è una fine di parola Se entrambi i controlli sono ok, allora trovato=1 68

Algoritmo di ricercaPer ogni possibile posizione pos di r all’interno dis Se il carattere in quella posizione, s[pos], è un inizio di parola Controlla se i caratteri di r, tra 0 e lr-1, coincidono con i caratteri di s,tra pos e pos+lr-1 Controlla se s[pos+lr-1] è una fine di parola Se entrambi i controlli sono ok,|| if( pos == 0 allora trovato=1 if s[pos-1] non è una lettera ) 69

Algoritmo di ricercaPer ogni possibile posizione pos di r all’interno dis Se il carattere in quella posizione, s[pos], è un inizio di parola Controlla se i caratteri di r, tra 0 e lr-1, coincidono con i caratteri di s,tra pos e pos+lr-1 Controlla se s[pos+lr-1] è una fine di parola Se entrambi i controlli sono ok,|| if( pos == 0 allora trovato=1 if s[pos-1] non è una lettera ) if( if pos == 0 || !( (s[pos-1]>=a && s[pos-1]<=z) || (s[pos-1]>=A && s[pos-1]<=Z) ) ) 70

Algoritmo di ricercaPer ogni possibile posizione pos di r all’interno dis if( if pos == ls-lr || posizione, s[pos], è un Se il carattere in quellas[pos+lr] non è una lettera ) inizio di parola Controlla se i caratteri di r, tra 0 e lr-1, coincidono con i caratteri di s,tra pos e pos+lr-1 Controlla se s[pos+lr-1] è una fine di parola Se entrambi i controlli sono ok, allora trovato=1 71

Algoritmo di ricerca Per ogni possibile posizione pos di r all’interno di s if( if pos == ls-lr || posizione, s[pos], è un Se il carattere in quellas[pos+lr] non è una lettera ) inizio di parolaif(if pos == ls-lr se i caratteri di r, tra 0 e lr-1, coincidono Controlla || !( (s[pos+lr]>=a && s[pos+lr]<=z) || con i caratteri di s,tra pos e pos+lr-1 (s[pos+lr]>=A && s[pos+lr]<=Z) ) ) Controlla se s[pos+lr-1] è una fine di parola Se entrambi i controlli sono ok, allora trovato=1 72

Ricerca di una parola (1/2)trovato = 0 ;for(pos=0; pos<=ls-lr; pos++)for parola.c{ if( if pos==0 || !( (s[pos-1]>=a && s[pos-1]<=z) || (s[pos-1]>=A && s[pos-1]<=Z) ) ) { diversi = 0 ; for(i=0; i<lr; i++) for if(r[i]!=s[pos+i]) if diversi = 1 ; 73

Ricerca di una parola (2/2) if( if diversi==0 && parola.c ( pos == ls-lr || !( (s[pos+lr]>=a && s[pos+lr]<=z) || (s[pos+lr]>=A && s[pos+lr]<=Z) ) ) ) { trovato=1 ; } }} 74

La funzione strparolaNella libreria standard C non esiste alcunafunzione che svolga automaticamente la ricercadi una parola intera!!!Occorre identificare, ogni volta, se il compito dasvolgere è riconducibile ad una o più funzioni dilibreriaEventualmente si combinano tra loro più funzionidi libreria diverseIn alcuni casi occorre però ricorrere all’analisicarattere per carattere 75

Funzioni di libreriaIntroduzioneLunghezza di stringheClassificazione di caratteriTrasformazione di caratteriCopia e concatenazioneConfronto di stringheRicerca in stringheConversione numero-stringa 2

Funzioni di libreria

Librerie sulle stringheLa libreria standard C dispone di molte funzionipredisposte per lavorare su caratteri e stringheTali funzioni si trovano prevalentemente in duelibrerie: <ctype.h> funzioni operanti su caratteri <string.h> funzioni operanti su stringheTutte le funzioni di libreria accettano e generanostringhe correttamente terminate 4

SuggerimentiQuando possibile, utilizzare sempre le funzioni dilibreria Sono più veloci Sono maggiormente collaudateIn ogni caso, ricordare che è sempre possibileeffettuare le operazioni direttamente: Sui caratteri, ricorrendo alla codifica ASCII Sulle stringhe, ricorrendo alla rappresentazione come vettori di caratteri 5

RappresentazioneNome funzione strlenLibreria #include <string.h>Parametri in s : stringaingressoValore restituito int : la lunghezza della stringaDescrizione Calcola la lunghezza della stringa sEsempio lun = strlen(s) ; 6

ConvenzioniAssumiamo che nel seguito di questa lezionesiano valide le seguenti definizioniconst int MAX = 20 ;char s[MAX] ;char s1[MAX] ;char s2[MAX] ;char r[MAX] ;int lun ;int n ;char ch ;float x ; 7

Lunghezza di stringheDefinite in strlen<string.h>Determina la lunghezzadi una stringa data 9

strlenNome funzione strlenLibreria #include <string.h>Parametri in s : stringaingressoValore restituito int : la lunghezza della stringaDescrizione Calcola la lunghezza della stringa sEsempio lun = strlen(s) ; 10

Classificazione di caratteriDefinite in <ctype.h> isalphaAnalizzano un singolo isuppercarattere, isloweridentificandone la isdigittipologia isalnum Lettera isxdigit Maiuscola ispunct Minuscola isgraph Cifra isprint Punteggiatura isspace iscntrl 12

isalphaNome funzione isalphaLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito Vero/falsoDescrizione Ritorna “vero” se il carattere ch è una lettera maiuscola o minuscola (A...Z, a...z), “falso” altrimentiEsempio if(isalpha(ch)) if { ... } 13

isupperNome funzione isupperLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito Vero/falsoDescrizione Ritorna “vero” se il carattere ch è una lettera maiuscola (A...Z), “falso” altrimentiEsempio if(isupper(ch)) if { ... } 14

islowerNome funzione islowerLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito Vero/falsoDescrizione Ritorna “vero” se il carattere ch è una lettera minuscola (a...z), “falso” altrimentiEsempio if(islower(ch)) if { ... } 15

isdigitNome funzione isdigitLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito Vero/falsoDescrizione Ritorna “vero” se il carattere ch è una cifra numerica (0...9), “falso” altrimentiEsempio if(isdigit(ch)) if { ... } 16

isalnumNome funzione isalnumLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito Vero/falsoDescrizione Ritorna “vero” se il carattere ch è una lettera oppure una cifra numerica, “falso” altrimenti. Equivalente a isalpha(ch)||isdigit(ch)Esempio if(isalnum(ch)) if { ... } 17

isxdigitNome funzione isxdigitLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito Vero/falsoDescrizione Ritorna “vero” se il carattere ch è una una cifra numerica oppure una lettera valida in base 16 (a...f, A...F), “falso” altrimenti.Esempio if(isxdigit(ch)) if { ... } 18

ispunctNome funzione ispunctLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito Vero/falsoDescrizione Ritorna “vero” se il carattere ch è un simbolo di punteggiatura (!"#$%&()*+,-./:;<=>?@ []^_`{|}~), “falso” altrimenti.Esempio if(ispunct(ch)) if { ... } 19

isgraphNome funzione isgraphLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito Vero/falsoDescrizione Ritorna “vero” se il carattere ch è un qualsiasi simbolo visibile (lettera, cifra, punteggiatura), “falso” altrimenti.Esempio if(isgraph(ch)) if { ... } 20

isprintNome funzione isprintLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito Vero/falsoDescrizione Ritorna “vero” se il carattere ch è un qualsiasi simbolo visibile oppure lo spazio, “falso” altrimenti.Esempio if(isprint(ch)) if { ... } 21

isspaceNome funzione isspaceLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito Vero/falsoDescrizione Ritorna “vero” se il carattere ch è invisibile (spazio, tab, a capo), “falso” altrimenti.Esempio if(isspace(ch)) if { ... } 22

iscntrlNome funzione iscntrlLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito Vero/falsoDescrizione Ritorna “vero” se ch è un carattere di controllo (ASCII 0...31, 127), “falso” altrimenti.Esempio if(iscntrl(ch)) if { ... } 23

Vista d’insieme A...F G...Z isupper !"#$%&( )*+,-./: a...f g...z ;<=>?@[ islower ]^_`{|}~ isalpha ispunct 0...9 isdigit isxdigit isalnum isgraph Spazio isprintCaratteri di Tab controllo Newline isspace 24 iscntrl

Trasformazione di caratteriDefinite in <ctype.h> toupperConvertono tra lettere tolowermaiuscole e lettereminuscole 26

toupperNome funzione toupperLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito char : carattere maiuscoloDescrizione Se ch è una lettera minuscola, ritorna l’equivalente carattere maiuscolo, se no ritorna ch stessoEsempio for(i=0; s[i]!=0; i++) for s[i] = toupper(s[i]) ; 27

tolowerNome funzione tolowerLibreria #include <ctype.h>Parametri in ch : carattereingressoValore restituito char : carattere maiuscoloDescrizione Se ch è una lettera minuscola, ritorna l’equivalente carattere maiuscolo, se no ritorna ch stessoEsempio for(i=0; s[i]!=0; i++) for s[i] = tolower(s[i]) ; 28

Copia e concatenazioneDefinite in strcpy<string.h> strncpyTrasferiscono il strcatcontenuto di una strncatstringa in un’altra Sostituendolo Accodandolo 30

strcpyNome funzione strcpyLibreria #include <string.h>Parametri in dst : stringaingresso src : stringaValore restituito nessuno utileDescrizione Copia il contenuto della stringa src all’interno della stringa dst (che deve avere lunghezza sufficiente).Esempio strcpy(s1, s2) ; strcpy(s, "") ; strcpy(s1, "ciao") ; 31

strncpyNome funzione strncpyLibreria #include <string.h>Parametri in dst : stringaingresso src : stringa n : numero max caratteriValore restituito nessuno utileDescrizione Copia il contenuto della stringa src (massimo n caratteri) all’interno della stringa dst.Esempio strncpy(s1, s2, 20) ; strncpy(s1, s2, MAX) ; 32

strcatNome funzione strcatLibreria #include <string.h>Parametri in dst : stringaingresso src : stringaValore restituito nessuno utileDescrizione Accoda il contenuto della stringa src alla fine della stringa dst (che deve avere lunghezza sufficiente).Esempio strcat(s1, s2) ; strcat(s1, " ") ; 33

strncatNome funzione strncatLibreria #include <string.h>Parametri in dst : stringaingresso src : stringa n : numero max caratteriValore restituito nessuno utileDescrizione Accoda il contenuto della stringa src (massimo n caratteri) alla fine della stringa dst.Esempio strncat(s1, s2) ; 34

Confronto di stringheDefinite in strcmp<string.h> strncmpConfrontano duestringhe sulla basedell’ordinelessicografico impostodalla tabella dei codiciASCII 36

strcmpNome funzione strcmpLibreria #include <string.h>Parametri in s1 : stringaingresso s2 : stringaValore restituito int : risultato confrontoDescrizione Risultato <0 se s1 precede s2 Risultato ==0 se s1 è uguale a s2 Risultato >0 se s1 segue s2Esempio if(strcmp(s, r)==0) {...} if while(strcmp(r,"fine")!=0) while {...} 37

strncmpNome funzione strncmpLibreria #include <string.h>Parametri in s1 : stringaingresso s2 : stringa n : numero max caratteriValore restituito int : risultato confrontoDescrizione Simile a strcmp, ma confronta solo i primi n caratteri, ignorando i successivi.Esempio if(strncmp(r, "buon", 4)==0) if (buongiorno, buonasera, buonanotte) 38

RicercaDefinite in strchr<string.h> strstrRicercano all’interno strspndi una stringa data strcspn Se compare un carattere Se compare una sotto-stringa Se compare una sequenza qualsiasi composta di caratteri dati 40

strchrNome funzione strchrLibreria #include <string.h>Parametri in s : stringaingresso ch : carattereValore restituito ==NULL oppure !=NULLDescrizione Risultato !=NULL se il carattere ch compare nella stringa. Risultato ==NULL se non compare.Esempio if(strchr(s, .)!=NULL)... if if(strchr(s, ch)==NULL)... if 41

strstrNome funzione strstrLibreria #include <string.h>Parametri in s : stringaingresso r : stringaValore restituito ==NULL oppure !=NULLDescrizione Risultato !=NULL se la sotto-stringa r compare nella stringa s. Risultato ==NULL se non compare.Esempio if(strstr(s, "xy")!=NULL)... if if(strstr(s, s1)==NULL)... if 42

strspnNome funzione strspnLibreria #include <string.h>Parametri in s : stringaingresso r : stringaValore restituito int : lunghezza sequenza inizialeDescrizione Calcola la lunghezza della parte iniziale di s che è composta esclusivamente dei caratteri presenti in r (in qualsiasi ordine).Esempio lun = strspn(s, " ") ; lun = strspn(s, " :,;.") ; 43

strcspnNome funzione strcspnLibreria #include <string.h>Parametri in s : stringaingresso r : stringaValore restituito int : lunghezza sequenza inizialeDescrizione Calcola la lunghezza della parte iniziale di s che è composta esclusivamente da caratteri non presenti in r (in qualsiasi ordine).Esempio lun = strcspn(s, " ") ; lun = strcspn(s, " :,;.") ; 44

Conversioni numero-stringaDefinite in atoi<stdlib.h> atofMettono in relazioneun valore numerico(intero o reale) con lasua rappresentazionecome caratteriall’interno di una In futuro:stringa sscanf "372" ↔ 372 (int) sprintf "3.0" ↔ 3.0 (float) 46

atoiNome funzione atoiLibreria #include <stdlib.h>Parametri in s : stringaingressoValore restituito int : valore estrattoDescrizione Analizza la stringa s ed estrae il valore intero in essa contenuto (a partire dai primi caratteri).Esempio n = atoi(s) ; n = atoi("232abc") ; 47

atofNome funzione atofLibreria #include <stdlib.h>Parametri in s : stringaingressoValore restituito double/float : valore estratto double/Descrizione Analizza la stringa s ed estrae il valore reale in essa contenuto (a partire dai primi caratteri).Esempio x = atof(s) ; x = atof("2.32abc") ; 48

Esercizi propostiEsercizio “Parola palindroma”Esercizio “Iniziali maiuscole”Esercizio “Alfabeto farfallino” 2

Esercizi proposti

Esercizio “Parola palindroma”Sia data una parola inserita da tastiera. Si consideri che la parola può contenere sia caratteri maiuscoli che caratteri minuscoli, e complessivamente al massimo 30 caratteriIl programma deve svolgere le seguentioperazioni: Visualizzare la parola inserita Aggiornare la parola in modo che tutti i caratteri siano minuscoli, e visualizzarla Verificare se la parola è palindroma 4

PalindromiaUna parola è detta palindroma se può essereletta indifferentemente da sinistra verso destra eda destra verso sinistra Esempi: o t t o m a d a m 5

AnalisiAcquisisci parolaStampa parolaConverti in minuscoloStampa minuscoloVerifica se è palindromaStampa se è palindroma 6

AnalisiAcquisisci parolaStampa parolaConverti in minuscoloStampa minuscolo int MAX = 30 ; const char parola[MAX+1] ;Verifica se è printf("Inserisci parola: ") ; palindromaStampa se èscanf("%s", parola) ; palindroma 7

AnalisiAcquisisci parolaStampa parolaConverti in minuscoloStampa minuscolo printf("Parola inserita: %sn",Verifica se è palindroma parola) ;Stampa se è palindroma 8

AnalisiAcquisisci parolaStampa parolaConverti in minuscoloStampa minuscolo char minusc[MAX+1] ;Verifica seiè ; int palindromaStampa se è palindroma strcpy(minusc, parola) ; for(i=0; minusc[i]!=0; i++) for { minusc[i] = tolower( minusc[i] ) ; } 9

AnalisiAcquisisci parola printf("Parola minuscola: %sn",Stampa parola minusc) ;Converti in minuscoloStampa minuscoloVerifica se è palindromaStampa se è palindroma 10

AnalisiAcquisisci parola i, j, palin, lun ; intStampa parola = 0 ; iConverti in minuscolo j = strlen( minusc ) - 1 ;Stampa minuscolo palin = 1 ;Verifica se è palindromaStampa se è while i<j && palin==1 ) palindroma while( { if(minusc[i] != minusc[j]) if palin = 0 ; i++ ; j-- ; } 11

AnalisiAcquisisci parolaStampa ifif(palin==1) parola printf("E palindroman") ;Converti in minuscolo elseStampa minuscolo printf("Non e palindroman") ;Verifica se è palindromaStampa se è palindroma 12

Soluzione palindroma.c 13

Esercizi proposti

Esercizio “Iniziali maiuscole” (1/2)Scrivere un programma che legga una fraseintrodotta da tastiera La frase è terminata dall’introduzione del carattere di invio La frase contiene sia caratteri maiuscoli che caratteri minuscoli, e complessivamente al più 100 caratteri 15

Esercizio “Iniziali maiuscole” (2/2)Il programma deve svolgere le seguentioperazioni: Visualizzare la frase inserita Costruire una nuova frase in cui il primo carattere di ciascuna parola nella frase di partenza è stato reso maiuscolo. Tutti gli altri caratteri devono essere resi minuscoli Visualizzare la nuova frase 16

EsempiocHe bElLA gIOrnaTaChe Bella Giornata 17

AnalisiLa frase inserita può contenere degli spazi:occorrerà usare gets e non scanfOgni lettera inziale di parola va convertita inmaiuscoloOgni lettera non iniziale di parola va convertita inminuscoloOgni altro carattere va lasciato immutato 18

Conversione delle letterefor(i=0; frase[i]!=0; i++)for{ iniziali.c if( if isalpha(frase[i]) && ( i==0 || !isalpha(frase[i-1]) ) ) { frase[i] = toupper( frase[i] ) ; } else { frase[i] = tolower( frase[i] ) ; }} 19

Esercizi proposti

Esercizio “Alfabeto farfallino” (1/2)Scrivere un programma che legga una fraseintrodotta da tastiera La frase è terminata dall’introduzione del carattere di invio La frase contiene sia caratteri maiuscoli che caratteri minuscoli, e complessivamente al più 100 caratteri 21

Esercizio “Alfabeto farfallino” (2/2)Il programma deve svolgere le seguentioperazioni: Visualizzare la frase inserita Costruire una nuova frase nel cosiddetto “alfabeto farfallino” Visualizzare la nuova frase 22

L’alfabeto farfallinoLa traduzione nell’alfabeto farfallino di una parolasegue le seguenti regole: Tutte le consonanti sono tradotte in modo identico Ogni vocale è tradotta uguale a se stessa, seguita da altri due caratteri: la lettera ‘f’ (se la vocale è minuscola) o la lettera ‘F’ (se la vocale è maiuscola) una copia della vocale stessaEsempi: a afa con cofon 23

Esempio Vacanze di NATALEVafacafanzefe difi NAFATAFALEFE 24

Approccio risolutivoCopiamo la stringa frase in una nuova stringafarfalun=0Per ogni carattere frase[i] Se non è una vocale, va accodato a farfa[lun] Se è una vocale, occorre accodare a farfa[lun] i 3 caratteri: frase[i], poi f o F, poi ancora frase[i] Incrementare lun (di 1 oppure 3)Infine aggiungere a farfa[lun] il terminatorenullo 25

Conversione alfabeto (1/2)lun = 0 ;for(i=0; frase[i]!=0; i++)for{ if( if isalpha(frase[i]) ) farfallino.c { /* lettera alfabetica */ ch = tolower(frase[i]) ; if( if ch==a || ch==e || ch==i || ch==o || ch==u ) { /* vocale: trasforma */ 1 farfa[lun] = frase[i] ; if(isupper(frase[i])) if 2 farfa[lun+1] = F ; else farfa[lun+1] = f ; 3 farfa[lun+2] = frase[i] ; lun = lun + 3 ; } 26

Conversione alfabeto (2/2) else { /* consonante: copia */ farfallino.c farfa[lun] = frase[i] ; lun++ ; } } else { /* altro carattere: copia */ farfa[lun] = frase[i] ; lun++ ; }}farfa[lun] = 0 ; /* terminatore */ 27

Argomenti trattatiCaratteri e stringheIl tipo charVettori di charStringhe: parole, frasiOperazioni fondamentali sulle stringhe Classificazione Ricerca Copia e concatenazione Conversione 2

Tecniche di programmazioneTerminatore nulloLibrerie <string.h> e <ctype.h>Manipolazione di stringhe come vettori dicaratteriManipolazione di stringhe attraverso le funzioni dilibreriaIdentificazione di parole all’interno di frasi 3

Stringhe e vettoriMolte operazioni sulle stringhe sono ricondotte adanaloghe operazioni sui vettoriMolti problemi “astratti” su vettori numericiassumono forma più “concreta” nel caso dellestringheI cicli sono solitamente governati dal controllo delterminatore di fine stringa 4

Errore frequenteL’input/output nelle stringhe è spessoproblematicoUtilizzando la funzione scanf, in presenza dispazi interni alla stringa rimarranno dei caratteri“non letti”, che daranno fastidio alle successivescanfQuando possibile, ricorrere alla funzione getsper la lettura di una stringa 5

Errore frequenteLe stringhe hanno lunghezza variabile; i vettoriche le contengono hanno lunghezza fissaÈ possibile, con una chiamata a strcpy ostrcat, scrivere oltre la dimensione del vettore Grave errore di programmazione, che può portare alla corruzione di dati in altre variabiliAbituarsi a verificare la lunghezza prima dicopiare le stringheif(strlen(a) + strlen(b) + 1 <= MAX)if strcat(a,b) ;else ERRORE!!! 6

Programmazione in C

Matrici – Vettori di stringheMatriciDefinizione di matrici in COperazioni elementari sulle matriciVettori di stringheEsercizi propostiSommario 2

Riferimenti al materialeTesti Kernighan & Ritchie: capitoli 1 e 5 Cabodi, Quer, Sonza Reorda: capitolo 5 Dietel & Dietel: capitolo 6Dispense Scheda: “Matrici e Vettori di stringhe in C” 3

Matrici – Vettori di stringhe

MatriciMatrici bidimensionaliMatrici come vettori di vettoriMatrici pluridimensionali 5

Matrici

Il concetto di matriceLa matrice (array) è un’estensione logica delconcetto di vettore Vettore = Sequenza uni-dimensionale di valori Tutti dello stesso tipo Identificati da un indice intero Dimensione fissa Matrice = Schiera bi- (o n-) dimensionale di valori Tutti dello stesso tipo Identificati da 2 (o n) indici interi Dimensioni fisse 7

Matrice bidimensionale colonne 0 1 2 ... M 0 1 2 3 4 5 1 2 4 6 8 10 2 3 6 9 12 15righe 4 8 12 16 20 ... 5 10 15 20 25 N 6 12 18 24 30 pitagora 8

CaratteristicheUna matrice bi-dimensionale è caratterizzata da Nome : pitagora Numero di righe : N Numero di colonne : M Tipo degli elementi : intLe righe sono numerate da 0 ad N-1Le colonne sono numerate da 0 ad M-1In totale ci sono N×M elementiIn generale M≠N; per matrici quadrate, M=N 9

Identificazione degli elementi Elemento (1,2): colonne riga 1, colonna 2 0 1 2 ... M 0 1 2 3 4 5 1 2 4 6 8 10 2 3 6 9 12 15 righe 4 8 12 16 20 ... 5 10 15 20 25 N 6 12 18 24 30 Elemento (5,0): Elemento (4,4):riga 5, colonna 0 riga 4, colonna 4 pitagora 10

Lavorare con le matriciOgni operazione su una matrice deve esseresvolta lavorando singolarmente su ciascuno deglielementiCiò solitamente significa dover ricorrere a duecicli annidatifor(i=0; i<N; i++) /* righe */for{ for(j=0; j<M; j++) /* colonne */ for { somma = somma + matrice[i][j] ; }} 11

Matrici

Vettori di vettoriUn altro modo di vedere le matrici è concepirlecome vettori di vettori: Un vettore di N oggetti (righe) Ciascun oggetto (riga) è composto da M elementi (colonne)Questa prende il nome di rappresentazione“per righe” di una matrice 13

Esempio 0 1 2 3 4 5 1 2 4 6 8 10 2 3 6 9 12 15 4 8 12 16 20 ... 5 10 15 20 25N-1 6 12 18 24 30 pitagora 0 1 2 ... M-1 4 8 12 16 20 14

CodificaNella realtà, poiché la memoria di un calcolatoreè uni-dimensionale, le matrici vengonoeffettivamente memorizzate “per righe” 1 1 2 3 4 5 2 2 4 6 8 10 3 4 3 6 9 12 15 5 4 8 12 16 20 2 5 10 15 20 25 4 6 12 18 24 30 6 8 10 3 6 9 12 15 4 15 8 12

Matrici

Matrici con più dimensioni Il concetto di matrice può essere generalizzato anche a più di 2 dimensioni Non vi sono, a priori, limiti sul numero di dimensioni 11 222 333 444 555 N×M×L elementi: 11222 443 664 885 10 10 N 22334466669988 12 15 10 10 15 12 15 elemento(i, j, k)righe 3344668899 12 16 20 12 15 12 16 20 4 588 10 12 16 20 25 4 5 10 12 16 20 25 12 15 20 20 0 ≤ i ≤ N-1 15 5 6 10 15 18 24 30 5 6 10 12 18 20 25 12 15 20 25 24 30 0 ≤ j ≤ M-1 66 12 18 24 30 12 18 24 30 0 ≤ k ≤ L-1 L M livelli colonne 17

CaratteristicheAnche le matrici a più dimensioni condividono ivincoli di base dell’intera famiglia degli array: Tipo di elementi uniforme Dimensioni fissate a priori Indici interi a partire da 0In pratica è molto raro utilizzare più di 3dimensioni 18

Definizione di matrici in CSintassi della definizioneOperazioni di accesso 2

Definizione di matrici in C

Definizione di matrici in C int mat[10][5] ; Tipo di Nome della Numero Numerodato base matrice di righe di colonne 4

Definizione di matrici in C int mat[10][5] ; Tipo di Nome della Numero Numerodato base matrice di righe di colonne•• int int•• float float•• char char•• In futuro vedremo: struct In futuro vedremo: struct 5

Definizione di matrici in C int mat[10][5] ; Tipo di Nome della Numero Numerodato base matrice di righe di colonne• Stesse regole che valgono per ii• Stesse regole che valgono per nomi di variabili e vettori nomi di variabili e vettori• II nomi delle matrici devono essere• nomi delle matrici devono essere diversi dai nomi di altre variabili o diversi dai nomi di altre variabili o vettori vettori 6

Definizione di matrici in C int mat[10][5] ; Tipo di Nome della Numero Numerodato base matrice di righe di colonne • • Interi positivi Interi positivi • • Costanti note a tempo di Costanti note a tempo di compilazione compilazione •const oppure #define •const oppure #define • Uguali o diverse • Uguali o diverse 7

Esempiint pitagora[10][10] ; 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 3 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 6 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 7 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 8 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 8

Esempiint pitagora[10][10] ;char tris[3][3] ; 0 1 20 . . . 0 1 21 . . .2 . . . 0 . . . 1 . X . 0 1 2 2 . . . 0 O . . 1 . X . 0 1 2 2 . . . 0 O X . 1 . X . 2 . . . 9

Esempi int pitagora[10][10] ; char tris[3][3] ; float rot[2][2] ; 0 1 0 cos β sin β 0 1 1 -sin β cos β0 0.707 0.7071 -0.707 0.707 0 1 0 0.500 0.866 1 -0.866 0.500 0 1 0 0.000 1.000 1 -1.000 0.000 10

Matrici a più dimensioni int mat[10][5] ; Più Numero di elementi perdimensioni ciascuna dimensione float dati[10][5][6] ; 11

Errore frequente Dichiarare una matrice usando variabili anziché costanti per le dimensioni int mat[10][10] ;int N = 10 ;int mat[N][N] ; const int N = 10 ; int mat[N][N] ; 12

Errore frequente Dichiarare una matrice usando il nome degli indiciint i, j ;int mat[i][j] ;. . .for(i=0; i<10; i++) for(j=0; j<10; j++) scanf("%d",&mat[i][j]) ; const int N = 10 ; int mat[N][N] ; 13

Errore frequente Dichiarare una matrice usando il simbolo di “virgola”const int N = 10 ;const int M = 20 ;int mat[N,M] ; int mat[N][M] ; 14

Definizione di matrici in C

Accesso ai valori di una matriceCiascun elemento di una matrice è una variabiledel tipo basePer accedere a tale elemento si usa l’operatore diindicizzazione: [ ]Vi sono tanti indici quante sono le dimensionidella matrice Ogni indice è racchiuso da una coppia di parentesi quadre 16

Sintassinomematrice[ valoreindice1 ][ valoreindice2 ] [ Costante, variabile oespressione aritmetica con valore intero 17

Sintassinomematrice[ valoreindice1 ][ valoreindice2 ] [ Valore intero compreso tra 0 e numero di righe -1 Costante, variabile oespressione aritmetica Valore intero compreso con valore intero tra 0 e numero di colonne -1 18

Esempi pitagora[1][2] 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 5 1 2 4 6 8 10 2 3 6 9 12 15 3 4 8 12 16 20 4 5 10 15 20 25 5 6 12 18 24 30pitagora[5][0] pitagora[4][4] int pitagora[6][5] ; 19

Vincoli (1/2)In una matrice NxMxKx..., il valore dell’indicedeve essere compreso tra 0 e N-1/M-1/K-1/.... La responsabilità è del programmatoreSe qualche indice non è un numero intero, vieneautomaticamente troncato pitagora[i][j] = (i+1)*(j+1) ; x = pitagora[1][2] ; 20

Vincoli (2/2)Una variabile di tipo matrice può essere utilizzatasolamente mediante l’operatore di indicizzazione Occorre agire individualmente sui singoli elementi Non è possibile agire sull’intera matrice in una sola istruzione pitagora[i][j] = (i+1)*(j+1) ; x = pitagora[1][2] ; 21

Uso di una cella di un vettoreL’elemento di una matrice è utilizzabile come unaqualsiasi variabile: Utilizzabile all’interno di un’espressione tot = tot + mat[i][j] ; Utilizzabile in istruzioni di assegnazione mat[0][0] = 0 ; Utilizzabile per stampare il valore printf("%dn", mat[z][k]) ; Utilizzabile per leggere un valore scanf("%dn", &mat[k][z]) ; 22

Operazioni elementari sulle matriciDefinizioniStampa di una matriceLettura di una matriceCopia di una matriceSomme di riga o di colonnaRicerca di un elementoRicerca del massimo o del minimo 2

Operazioni elementari sulle matrici

Definizioni (1/2) matrici.cconst int N = 10 ;const int M = 5 ; /* dimensioni massime */float mat[N][M] ; /* matrice 10x5 di reali */float mat2[N][M] ; /* uguali dimensioni */float sr[N] ; /* somma per righe */float sc[M] ; /* somma per colonne */int i, j ; /* indici dei cicli */ 4

Definizioni (2/2) matrici.cint trovato ; /* flag */int riga, col ; /* risultati ricerca */float dato ; /* elemento da ricercare */float somma, sommar, sommac ; /* per calcolo di somme */float maxr, maxc ; /* massimi */ 5

Stampa di matriciOccorre stampare un elemento per volta,all’interno di cicli forSono necessari due cicli annidati Il ciclo esterno per scandire le righe (da 0 a N-1) Il ciclo interno per scandire ciascuna colonna (da 0 a M-1) della riga dataSi può stampare “per righe” (caso normale) o“per colonne” (trasposta) 7

Stampa per righe matrice di reali matrici.cprintf("Matrice: %d x %dn", N, M);for(i=0; i<N; i++)for{ for(j=0; j<M; j++) for { printf("%f riga i-esima Stampa la ", mat[i][j]) ; } printf("n");} 8

Stampa per righe matrice di reali matrici.cprintf("Matrice: %d x %dn", N, M);for(i=0; i<N; i++)for /* Stampa la riga i-esima */{ for(j=0; j<M; j++) for { printf("%f ", mat[i][j]) ; } printf("n");} 9

EsempioMatrice: 10 righe, 5 colonne1.000000 0.500000 0.333333 0.250000 0.2000002.000000 1.000000 0.666667 0.500000 0.4000003.000000 1.500000 1.000000 0.750000 0.6000004.000000 2.000000 1.333333 1.000000 0.8000005.000000 2.500000 1.666667 1.250000 1.0000006.000000 3.000000 2.000000 1.500000 1.2000007.000000 3.500000 2.333333 1.750000 1.4000008.000000 4.000000 2.666667 2.000000 1.6000009.000000 4.500000 3.000000 2.250000 1.80000010.000000 5.000000 3.333333 2.500000 2.000000 10

Stampa per colonne matrice di reali matrici.cprintf("Matrice: %d x %dn", N, M);for(j=0; j<M; j++)for{ for(i=0; i<N; i++) for { printf("%f ", mat[i][j]) ; } printf("n");} 11

EsempioMatrice: 10 righe, 5 colonne1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.000.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.000.33 0.67 1.00 1.33 1.67 2.00 2.33 2.67 3.00 3.330.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.500.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 12

Lettura di matriciOccorre leggere un elemento per voltaSi procede per righe (o per colonne)Si utilizzano solitamente due cicli annidati 14

Lettura per righe matrice di realiprintf("Immetti matrice %d x %dn", N, M) ; matrici.cfor(i=0; i<N; i++)for{ printf("Riga %d:n", i+1) ; for(j=0; j<M; j++) for { printf("Elemento (%d,%d): ", i+1, j+1) ; scanf("%f", &mat[i][j]) ; }} 15

EsempioImmetti una matrice 10 x 5Riga 1:Elemento (1,1): 3.2Elemento (1,2): 1Elemento (1,3): -12.4Elemento (1,4): 2.112Elemento (1,5): 23Riga 2:Elemento (2,1): 23.1Elemento (2,2): 2.11Elemento (2,3): .22Elemento (2,4): 3.14Elemento (2,5): 2.71 16

Copia di matrici (1/2)L’operazione di copia di una matrice “sorgente” inuna “destinazione” richiede che ciascun elementovenga copiato individualmenteLa matrice destinazione deve avere dimensioniuguali o superiori a quelle della sorgenteL’operazione di copia avviene ovviamente a livellodel singolo elemento 18

Copia di matrici (2/2) matrici.cfor(i=0; i<N; i++)for for(j=0; j<M; j++) for mat2[i][j] = mat[i][j] ; 19

Sommatorie in matriciIl calcolo di totali sui dati contenuti in unamatrice può corrispondere a tre diverseoperazioni: Somma degli elementi di ciascuna riga (totali di riga) Somma degli elementi di ciascuna colonna (totali di colonna) Somma di tutti gli elementi della matrice 21

Esempiofloat mat[N][M] ; 1.00 0.50 0.33 0.25 0.20 2.00 1.00 0.67 0.50 0.40 3.00 1.50 1.00 0.75 0.60 4.00 2.00 1.33 1.00 0.80 5.00 2.50 1.67 1.25 1.00 6.00 3.00 2.00 1.50 1.20 7.00 3.50 2.33 1.75 1.40 8.00 4.00 2.67 2.00 1.60 9.00 4.50 3.00 2.25 1.80 10.00 5.00 3.33 2.50 2.00 22

Esempiofloat mat[N][M] ; float sr[N] ; 1.00 0.50 0.33 0.25 0.20 2.28 2.00 1.00 0.67 0.50 0.40 4.56 3.00 1.50 1.00 0.75 0.60 6.85 4.00 2.00 1.33 1.00 0.80 9.13 5.00 2.50 1.67 1.25 1.00 11.41 6.00 3.00 2.00 1.50 1.20 13.70 7.00 3.50 2.33 1.75 1.40 15.98 8.00 4.00 2.67 2.00 1.60 18.26 9.00 4.50 3.00 2.25 1.80 20.55 10.00 5.00 3.33 2.50 2.00 22.83 55.00 27.50 18.33 13.75 11.00 float sc[M] 23 ;

Somma per righefor(i=0 ; i<N ; i++)for matrici.c{ somma = 0.0 ; for(j=0; j<M; j++) for somma = somma + mat[i][j] ; sr[i] = somma ;}for(i=0; i<N; i++)for printf("Somma riga %d = %fn", i+1, sr[i]) ; 24

Somma per colonnefor(j=0 ; j<M ; j++)for matrici.c{ somma = 0.0 ; for(i=0; i<N; i++) for somma = somma + mat[i][j] ; sc[j] = somma ;}for(j=0; j<M; j++)for printf("Somma colonna %d = %fn", j+1, sc[j]) ; 25

Somma complessiva matrici.csomma = 0.0 ;for(i=0 ; i<N ; i++)for{ for(j=0; j<M; j++) for somma = somma + mat[i][j] ;}printf("Somma complessiva = %fn", somma) ; 26

Ricerca di elementiDato un valore dato, ricercare se esso esiste(almeno una volta) nella matriceIn caso affermativo, specificare la riga e lacolonnaSi utilizzano i soliti due cicli annidati 28

Ricerca elemento (1/2)printf("Dato da ricercare: ");scanf("%f", &dato) ; matrici.ctrovato = 0 ;riga = -1 ;col = -1 ;for(i=0; i<N && trovato==0; i++)for for(j=0; j<M && trovato==0; j++) for if( if mat[i][j]==dato ) { trovato=1 ; riga = i ; col = j ; } 29

Ricerca elemento (2/2) matrici.cif(trovato==1)if printf("Dato %f presente: (%d,%d)n", dato, riga, col) ;else printf("Dato %f non presenten", dato) ; 30

Massimi e minimiPer quanto riguarda il calcolo di massimi e minimisi possono distinguere i 3 scenari: Massimo/minimo degli elementi di ciascuna riga Massimo/minimo degli elementi di ciascuna colonna Massimo/minimo tra tutti gli elementi della matrice 32

Massimo per righefor(i=0; i<N; i++)for{ col = 0 ; matrici.c maxr = mat[i][0] ; for(j=1; j<M; j++) for if( if mat[i][j] > maxr ) { maxr = mat[i][j] ; col = j ; } printf("Max di riga %d vale %f e si trova nella colonna %dn", i+1, maxr, col+1) ;} 33

Massimo per colonnefor(j=0; j<M; j++)for{ riga = 0 ; matrici.c maxc = mat[0][j] ; for(i=1; i<N; i++) for if( if mat[i][j] > maxc ) { maxc = mat[i][j] ; riga = i ; } printf("Max di colonna %d vale %f e si trova nella riga %dn", j+1, maxc, riga+1) ;} 34

OsservazioniLe operazioni qui citate sono gli elementifondamentali dell’elaborazione di matriciNei problemi concreti si osserveranno dellecombinazioni di tali operazioniOccorre analizzare il problema, scomporlo neisuoi sottoproblemi e combinare opportunamentele varie tecniche 35

Esercizio “Max Sum Abs”Data una matrice NxN, determinare la riga in cuila somma dei valori assoluti degli elementi siamassima r = maxi ( ∑ j M ij ) 36

Soluzione 1Inizializza maxPer ogni riga i: Calcola la somma sommar dei valori assoluti di tale riga Confronta sommar con il max corrente, ed eventualmente aggiorna il maxStampa max 37

Soluzione 1max = -1.0 ;for(i=0; i<N; i++)for maxsumabs1.c{ sommar = 0.0 ; for(j=0; j<M; j++) for { sommar = sommar + fabs(mat[i][j]) ; } if(sommar>max) max = sommar ;}printf("R = %fn", max) ; 38

Soluzione 2Calcola un vettore di appoggio, di N elementi,contenente le sommatorie per ogni rigaTrova il max all’interno di questo vettore diappoggioSoluzione più lunga dal punto di vista del codice,ma più semplice da concepire e realizzare 39

Soluzione 2 (1/2) maxsumabs2.cfor(i=0; i<N; i++)for{ sommar = 0.0 ; for(j=0; j<M; j++) for { sommar = sommar + fabs(mat[i][j]) ; } sr[i] = sommar ; } 40

Soluzione 2 (2/2) maxsumabs2.cmax = -1.0 ;for(i=0; i<N; i++)for if(sr[i]>max) if max = sr[i] ;printf("R = %fn", max) ; 41

Vettori di stringheMatrici di caratteriVettori di stringheI/O di vettori di stringhe 2

Vettori di stringhe

Matrici di caratteriNel definire una matrice, è ovviamente possibileusare il tipo base charPermette di memorizzare una tabella NxM dicaratteri ASCIIOgni posizione [i][j] deve contenere uncarattere Non può essere vuota Non può contenere più di un carattere 0 1 2 0 O X . char tris[3][3] ; 1 . X . 2 . . . 4

Esercizio “Verifica Sudoku”Si realizzi un programma in C che verifichi lacorretta soluzione della griglia di un “Sudoku”Il programma acquisisce da tastiera la griglia 9x9,in cui ciascun elemento è un carattere tra 1 e 9Il programma deve verificare se il Sudoku è statocorrettamente risolto 5

Esempio5 3 4 6 7 8 9 1 26 7 2 1 9 5 3 4 81 9 8 3 4 2 5 6 78 5 9 7 6 1 4 2 34 2 6 8 5 3 7 9 17 1 3 9 2 4 8 5 69 6 1 5 3 7 2 8 42 8 7 4 1 9 6 3 53 4 5 2 8 6 1 7 9 6

AnalisiTutti i valori devono essere singoli caratteri tra ‘1’e ‘9’Su ciascuna delle 9 righe, non devono essercivalori ripetutiSu ciascuna delle 9 colonne, non devono essercivalori ripetutiIn ciascuno dei 9 blocchi 3x3, non devono essercivalori ripetuti 7

Soluzione (1/10)const int N = 9 ; sudoku.cchar sudoku[N][N] ;int i, j, k ; /* indici dei cicli */int r1, c1, r2, c2 ;char ch ;int err, good ; /* flag */printf("Verifica Sudokun") ; 8

Soluzione (2/10)for(i=0; i<N; i++)for sudoku.c{ printf("Riga %d:n", i+1) ; for(j=0; j<N; j++) for { Acquisisci un carattere ch tra ‘1’ e ‘9’ sudoku[i][j] = ch ; }} 9

Soluzione (2/10) for(i=0; i<N; i++) fordo { { sudoku.c printf(" Colonna %d: ", i+1) ;; printf("Riga %d:n", j+1) ch = getchar() ; j++) for(j=0; j<N; for if( if {ch<1 || ch>9 ) printf("Errata - ripetin") ; Acquisisci un carattere /* elimina fino ch tra ‘1’ e ‘9’ */ fine linea while( while getchar()!=n) sudoku[i][j] = ch ; /*nop*/ ; } }} while ch<1 || ch>9) ; while( 10

Soluzione (3/10)/* Stampa il tabellone */for(i=0; i<9; i++)for{ sudoku.c for(j=0; j<9; j++) for { printf("%c ", sudoku[i][j]) ; if(j==2 || j==5) if printf(" ") ; } printf("n"); if(i==2 || i==5) if printf("n") ;} 11

Soluzione (4/10)good = 1 ; /* flag generale */ sudoku.c/* Verifica le righe */for(i=0; i<N; i++)for{ printf("Riga %d: ", i+1) ; err = 0 ; /* ricerca duplicati su col. j,k */ for(j=0; j<N; j++) for for(k=j+1; k<N; k++) for if(sudoku[i][j]== if sudoku[i][k]) err = 1 ; 12

Soluzione (5/10) sudoku.c if(err==0) if printf("OKn"); else { printf("Errore!n"); good = 0 ; }} 13

Soluzione (6/10)for(i=0; i<N; i++) /* Colonne */for{ printf("Colonna %d: ", i+1) ; err = 0 ; sudoku.c /* ricerca dupl. su righe j,k */ for(j=0; j<N; j++) for for(k=j+1; k<N; k++) for if(sudoku[j][i]==sudoku[k][i]) if err = 1 ; if(err==0) printf("OKn"); if else { printf("Errore!n"); good = 0 ; }} 14

Ricerca per blocchi5 3 4 6 7 8 9 1 26 7 2 1 9 5 3 4 81 9 8 3 4 2 5 6 78 5 9 7 6 1 4 2 34 2 6 8 5 3 7 9 17 1 3 9 2 4 8 5 69 6 1 5 3 7 2 8 42 8 7 4 1 9 6 3 53 4 5 2 8 6 1 7 9 15

Ricerca per blocchi j j+2 5 3 4 6 7 8 9 1 2 6 7 2 1 9 5 3 4 8 1 9 8 3 4 2 5 6 7 i 8 5 9 7 6 1 4 2 3 4 2 6 8 5 3 7 9 1i+2 7 1 3 9 2 4 8 5 6 9 6 1 5 3 7 2 8 4 2 8 7 4 1 9 6 3 5 3 4 5 2 8 6 1 7 9 16

Ricerca per blocchi j j+2 5 3 4 6 7 8 9 1 2 6 7 2 1 9 5 3 4 8 r1,c1 1 9 8 3 4 2 5 6 7 i 8 5 9 7 6 1 4 2 3 4 2 6 8 5 3 7 9 1i+2 7 1 3 9 2 4 8 5 6 9 6 1 5 3 7 2 8 4 2 8 7 4 1 9 6 3 5 r2,c2 3 4 5 2 8 6 1 7 9 17

Soluzione (7/10)for(i=0; i<N; i=i+3)for sudoku.c{ for(j=0; j<N; j=j+3) for { printf("Blocco (%d,%d)-(%d,%d): ", i+1, j+1, i+3, j+3) ; /* ricerca duplicati nel blocco */ /* Confronta [r1][c1] con [r2][c2] */ err = 0 ; 18

Soluzione (8/10)for(r1=i; r1<i+3; r1++)forfor(c1=j; c1<j+3; c1++)for{ /* elemento [r1][c1]... */ sudoku.c for(r2=i; r2<i+3; r2++) for for(c2=j; c2<j+3; c2++) for { /* ..rispetto a [r2][c2] */ if( if ((r1!=r2)||(c1!=c2)) && sudoku[r1][c1]== sudoku[r2][c2] ) { err = 1 ; } } /*r2,c2*/} /*r1,c1*/ 19

Soluzione (9/10) sudoku.c if(err==0) if printf("OKn"); else { printf("Errore!n"); good = 0 ; } } /*j*/} /*i*/ 20

Soluzione (10/10) sudoku.cif(good==1)if printf("Sudoku valido!n");else printf("Sudoku errato...n"); 21

Vettori di stringhe

Vettori di stringheUna matrice di caratteri può anche essere vistacome: Un vettore di vettori di caratteri, cioè Un vettore di stringheSi tratta di un metodo diverso di interpretare lastessa struttura dati 23

Esempio 0 1 2 0 O X .char tris[3][3] ; 1 . X . 2 . . .char nomi[5][10] ; 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 F u l v i o 0 x ! w 1 A n t o n i o 0 . Z 2 C r i s t i n a 0 u 3 E l e n a 0 5 g r d 4 D a v i d e 0 $ 2 e 24

Caratteristiche 5 stringhe di Lunghezza lunghezza max 9 variabile caratteri Terminatore nullo in ogni stringa (riga)char nomi[5][10] ; 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 F u l v i o 0 x ! w 1 A n t o n i o 0 . Z 2 C r i s t i n a 0 u 3 E l e n a 0 5 g r d 4 D a v i d e 0 $ 2 e 25

Sintassi Definizione char vett[MAX][LUN] ;Nome del vettore Numero di di stringhe stringhe Lunghezzza massima di ciascuna stringa (compreso terminatore nullo) 26

SintassiDefinizione char vett[MAX][LUN] ;Accesso al singolo carattere vett[i][j] Carattere (j+1)-esimo della stringa (i+1)-esima, da usarsi per l’elaborazione carattere-per-carattere 27

SintassiDefinizione char vett[MAX][LUN] ;Accesso alStringa carattere singolo (i+1)-esima, da usarsi con le vett[i][j] libreria funzioni diAccesso all’intera stringa vett[i] 28

Esempio 1Dato un vettore di stringhe, determinare quantevolte è presente la lettera ‘A’ (maiuscola ominuscola) cont = 0 ; for(i=0; i<MAX; i++) for { for(j=0; vett[i][j]!=0; j++) for { if(toupper(vett[i][j])==A) if cont++ ; } } 29

Esempio 2Dato un vettore di stringhe, determinare seesistono due stringhe identicheuguali = 0 ;for(i=0; i<MAX; i++)for{ for(k=i+1; k<MAX; k++) for { if(strcmp(vett[i], vett[k])==0) if uguali=1 ; }} 30

Occupazione variabileIn un vettore di stringhe, ogni riga (ogni stringa)è intrinsecamente un vettore di caratteri adoccupazione variabile Terminatore nullo per indicare la lunghezza effettivaIl numero di stringhe effettivamente memorizzatopotrebbe non riempire l’intero vettore Variabile intera che indica l’effettiva occupazione del vettore 31

Esempioconst int MAX = 5 ;const int LUN = 9 ;char nomi[MAX][LUN+1] ;int N ; 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 F u l v i o 0 x ! w 1 A n t o n i o 0 . Z 2 C r i s t i n a 0 u N=3 3 e 4 1 ) a 0 5 g r d 4 1 % < d d e g $ 2 e 32

Errore frequente Confondere una stringa (vettore di caratteri) con un vettore di stringhe (matrice di caratteri)char s[LUN+1] ; char v[MAX][LUN+1] ; • v[i][j] è il singolo• s[i] è un singolo carattere carattere • v[i] è un’intera stringa• s è l’intera stringa • v è l’intera matrice 33

Vettori di stringhe

Stampa (1/2)La stampa del contenuto di un vettore di stringhesi ottiene semplicemente stampando ciascunodegli elementi Si può utilizzare puts oppure printf 35

Stampa (2/2) vettstr.cfor(i=0; i<N; i++)for{ puts(vett[i]) ;} 36

LetturaAcquisire da tastiera un vettore di stringheUn ciclo per ciascuna delle stringhe da leggere Lunghezza nota a priori Lunghezza determinata dalla lettura di un certo dato (es.: “FINE”)Acquisizione, nel ciclo, di ciascuna delle stringhe Utilizzo della funzione gets Eventualmente, lettura in una stringa d’appoggio per la verifica di correttezza, prima di ricopiare nel vettore destinazione 37

Dimensione nota a priori (1/2)char vett[MAX][LUN+1] ; vettstr.cchar s[250] ;. . .do { printf("Quante stringhe? ") ; gets(s) ; N = atoi(s) ; if(N<1 || N>MAX) if printf("Valore errato: deve essere tra 1 e %dn", MAX) ; while(N<1 || N>MAX) ;} while 38

Dimensione nota a priori (2/2)for(i=0; i<N; i++)for{ printf("Stringa %d: ", i+1) ; gets(s) ; vettstr.c if (strlen(s)==0) { printf("Vuota - ripetin"); i-- ; } if(strlen(s)>LUN) else if { printf("Troppo lunga – max %d chrn", LUN) ; i-- ; } else strcpy(vett[i], s) ;} 39

Lettura terminata da “FINE”N = 0 ;end = 0 ;do { vettstr.c printf("Stringa %d: ", N+1) ; gets(s) ; if (strlen(s)==0) printf("Vuota - ripetin"); if(strlen(s)>LUN) else if printf("Troppo lungan") ; if(strcmp(s, "FINE")==0) else if end = 1 ; else { strcpy(vett[N], s) ; N++ ; }} while while(end==0) ; 40

Esercizi propostiEsercizio “Statistiche testo”Esercizio “Magazzino” 2

Esercizi proposti

Esercizio “Statistiche testo”Un utente inserisce una serie di frasi da tastiera,su più righeL’inserimento termina quando l’utente inserisce laparola FINE su una riga da solaIl programma deve determinare: 1) Quante righe sono state inserite dall’utente 2) Quanti caratteri sono stati inseriti 3) Quanti caratteri alfanumerici sono stati inseriti 4) Quante parole sono state inserite 4

AnalisiTesto: Nel mezzo del cammin di nostra vitaTesto: mi ritrovai per una selva oscuraTesto: che la diritta via era smarrita.Testo: FINELutente ha inserito 3 righeLutente ha inserito 99 caratteriLutente ha inserito 82 caratteri alfanumericiLutente ha inserito 19 parole 5

Soluzione (1/5) statistichetesto.cconst int MAXRIGHE = 2000 ;const int LUN = 80 ;char testo[MAXRIGHE][LUN] ;int Nrighe ; /* righe inserite */char riga[LUN*10] ;int i, j ;int caratteri, caralfa, parole ; 6

Soluzione (2/5)Nrighe = 0 ;do { statistichetesto.c printf("Testo: "); gets(riga) ; if( if strcmp(riga, "FINE")!=0 ) { /*copia riga in testo[Nrighe] ;*/ strcpy( testo[Nrighe] , riga ) ; Nrighe++ ; }} while strcmp(riga, "FINE")!=0 ) ; while( 7

Soluzione (3/5) statistichetesto.cprintf("Lutente ha inserito" " %d righen", Nrighe);caratteri = 0 ;for(i=0; i<Nrighe; i++)for caratteri = caratteri + strlen(testo[i]) ;printf("Lutente ha inserito" " %d caratterin", caratteri) ; 8

Soluzione (4/5)caralfa = 0 ;for(i=0; i<Nrighe; i++)for statistichetesto.c{ for(j=0; testo[i][j]!=0; j++) for { if( if isalnum(testo[i][j] ) ) caralfa++ ; }}printf("Lutente ha inserito " "%d caratteri alfanumericin", caralfa) ; 9

Soluzione (5/5)parole = 0 ;for(j=0; j<Nrighe; j++)for{ statistichetesto.c for(i=0; testo[j][i]!=0; i++) for { if( if isalpha(testo[j][i]) && (i==0 || !isalpha(testo[j][i-1]))) { parole ++ ; } }}printf("Lutente ha inserito " "%d parolen", parole) ; 10

Esercizi proposti

Esercizio “Magazzino” (1/2)Un’azienda deve tenere traccia dei beni presentiin un magazzinoL’utente inserisce da tastiera dei “comandi” nelseguente formato: bene EU quantitàdove: bene è il nome di un bene EU è la lettera E per entrata, U per uscita quantità è la quantità di bene entrata o uscita 12

Esercizio “Magazzino” (2/2)L’utente termina il caricamento inserendo uncomando pari a "FINE". In tal caso ilprogramma deve stampare le quantità di benipresenti a magazzino 13

AnalisiComando: viti E 10Comando: dadi E 50Comando: viti U 5Comando: viti E 3Comando: FINEviti 8dadi 50 14

ProblemiEstrazione dei 3 parametri dal comando immessodall’utente Nome prodotto: stringa viti E 10 Direzione: carattere Quantità: interoMemorizzazione di nomi di prodotti e quantitàrelative Vettori paralleliAggiornamento delle giacenze 15

Stringa di comando comando viti E 10 prod viti dir E qta 10Da inizio stringa Ultimi caratteri Singolo fino al primo della stringa, da carattere spazio convertire in int Spazio Spazio 16

Analisi del comando (1/2)i = 0 ; magazzino.cwhile(comando[i]!= )while{ prod[i] = comando[i] ; i++ ;}prod[i] = 0 ;/* salta lo spazio */i++ ;dir = comando[i] ; /* E o U */ 17

Analisi del comando (2/2)/* salta lo spazio */i++ ; magazzino.c/* da qui a fine: la quantità */j = 0 ;while(comando[i]!=0)while{ temp[j] = comando[i] ; i++ ; j++ ;}temp[j] = 0 ;qta = atoi(temp) ; 18

OsservazioneL’analisi di una stringa di comando composta dapiù campi è sempre un’operazione complessaNel caso in cui si dovessero gestire dellecondizioni anomale (es. più spazi consecutivi) odi errore (es. manca la quantità), il codicediverrebbe estremamente articolatoVedremo più avanti la funzione sscanf che puòaiutare in questi casi 19

Rappresentazione del magazzinoOccorre memorizzare, per ciascun prodotto Il nome La quantità correnteSi possono usare due vettori “paralleli” char prodotti[MAX][LUN+1] ; int quantita[MAX] ; int N ; /* occupazione effettiva vettori prodotti e quantita */ 20

Inserimento di un prodottoDeterminare se il prodotto è già in magazzino Ricerca del nome del prodotto nel vettore prodottoSe c’è già, incrementa la quantitàSe non c’è ancora, aggiungi una riga ai vettori 21

Inserimento di un prodotto/* trova la posizione del prodotto */trovato = -1 ;for(i=0; i<N; i++)for magazzino.c if(strcmp(prodotti[i], prod)==0) if trovato = i ;if(if trovato != -1 ) /* esiste già */ quantita[trovato] = quantita[trovato] + qta ;else /* prodotto nuovo */{ strcpy(prodotti[N], prod) ; quantita[N] = qta ; N++ ;} 22

Eliminazione di un prodottoDeterminare se il prodotto è già in magazzino Ricerca del nome del prodotto nel vettore prodottoSe c’è già, decrementa la quantitàSe non c’è ancora, errore 23

Eliminazione di un prodotto/* trova la posizione del prodotto */ magazzino.ctrovato = -1 ;for(i=0; i<N; i++)for if(strcmp(prodotti[i], prod)==0) if trovato = i ;if(if trovato == -1 ) printf("Prodotto %s non " "trovato in magazzinon", prod);else quantita[trovato] = quantita[trovato] - qta ; 24

Argomenti trattatiMatrici bi-dimensionali e pluri-dimensionaliMatrici di numeri interi e reali Definizione Operazioni frequentiMatrici di caratteriVettori di stringhe Caso particolare di matrici di caratteri Operazioni frequenti 2

Tecniche di programmazioneUsare matrici per memorizzare schiere di datinumericiUsare vettori di stringhe per memorizzarestringhe di testo di lunghezza variabileCompiere operazioni di ricerca nei vettori distringhe 3

Programmazione in C

FunzioniTipi di datoFunzioni in CModifica dei parametriParametri “by reference”La funzione main()Esercizi propostiSommario 2

Riferimenti al materialeTesti Kernighan & Ritchie: capitoli 2 e 4 Cabodi, Quer, Sonza Reorda: capitoli 3 e 7 Dietel & Dietel: capitolo 5Dispense Scheda: “Tipi di dato in C” Scheda: “Funzioni in C” 3

Funzioni

Tipi di datoI tipi scalari in CInput/output dei tipi scalariConversioni di tipo 5

Tipi di dato

Il sistema dei tipi C Tipo di dato Tipi Scalari Tipi Strutturati voidTipi interi Tipi reali Enumerazioni Vettori char float Strutture int double Union short / long long Puntatori signed/unsigned Funzioni 7

I tipi interi in C Tipo Descrizione Esempichar Caratteri ASCII a 7 !int Interi… +2 -18 0 +24221short int … con meno bitlong int … con più bitunsigned int Interi senza 0 1 423 segno… 23234unsigned short int … con meno bitunsigned long int … con più bit 8

Quanti bit?Lo standard C non specifica l’ampiezza, in bit, deitipi di dato fondamentaliL’operatore sizeof può essere usato perricavare una costante pari al numero di byteoccupato da ciascun tipo sizeof(char char) char sizeof(int int) int 9

Specifiche del C = sizeof(char char) char 1 ≤ < ≤sizeof(short int short int) sizeof(int int) int sizeof(long int long int) = = =sizeof(unsigned unsigned sizeof( sizeof(unsigned unsigned int)short int int) unsigned int int) long int ≤ ≤ 10

Intervallo di rappresentazione Tipo Min Maxchar CHAR_MIN CHAR_MAXint INT_MIN INT_MAXshort int SHRT_MIN SHRT_MAXlong int LONG_MIN LONG_MAXunsigned int 0 UINT_MAXunsigned short int 0 USHRT_MAXunsigned long int 0 ULONG_MAX #include <limits.h> 11

Compilatori a 32 bit Tipo N. Bit Min Maxchar 8 -128 127int 32 -2147483648 2147483647short int 16 -32768 32767long int 32 -2147483648 2147483647unsigned 32 0 4294967295intunsigned 16 0 65536short intunsigned 32 0 4294967295long int 12

I tipi reali in C Tipo Descrizionefloat Numeri reali in singola precisionedouble Numeri reali in doppia precisionelong double Numeri reali in massima precisione segno } esponente 678 4 4 ± eeeeee A = ± 1.mmmmm × 2 14 4 2 3 mantissa 13

Numero di bit Tipo Dimensione Mantissa Esponentefloat 32 bit 23 bit 8 bitdouble 64 bit 53 bit 10 bitlong double ≥ double segno } esponente 678 4 4 ± eeeeee A = ± 1.mmmmm × 2 14 4 2 3 mantissa 14

Intervallo di rappresentazione float 0 ±1.17549435E-38 ±3.40282347E+38 double 0±2.2250738585072014E-308±1.7976931348623157E+308 15

Tipi di dato

Input/outputI diversi tipi scalari visti sono utilizzabili con lenormali funzioni scanf/printf, adottando deglispecifici indicatori di formatoUtilizzando la funzione gets per l’input, sipossono usare le funzioni di conversione ato... 17

Specificatori di formato Tipo scanf printfchar %c %[...] %c %dint %d %dshort int %hd %hd %dlong int %ld %ldunsigned int %u %o %x %u %o %xunsigned short int %hu %huunsigned long int %lu %lufloat %f %f %gdouble %lf %f %g 18

Funzioni di conversionechar line[80] ; char line[80] ;int x ; float x ;gets(line) ; gets(line) ;x = atoi(line) ; x = atof(line) ;char line[80] ; char line[80] ;long int x ; double x ;gets(line) ; gets(line) ;x = atol(line) ; x = atof(line) ; 19

Tipi di dato

Conversioni di tipo (1/2)Nel linguaggio C è possibile combinare, nellastessa espressione, variabili di tipo diverso I due operandi di un operatore aritmetico possono avere tipi diversi int a ; double prod ; long int b, c ; float v[N] ; c = b + a ; prod = prod * v[i] ; 21

Conversioni di tipo (2/2)La variabile di destinazione di un’assegnazione puòavere tipo diverso dal tipo dell’espressioneint a ; double prod ;long int b ; float v[N] ;b = a ; prod = v[0] ; 22

Tipologie di conversioniPer calcolare tali tipi di espressioni, il linguaggio Capplica tre tipi di conversioni: Conversioni “automatiche” verso il tipo più capiente, basate sul principio di promozione del tipo Arrotondamenti e troncamenti, in caso di assegnazioni “forzate” a tipi meno capienti Conversioni “esplicite”, basate sull’operatore di typecasting 23

Promozione del tipo Se i due operandi di un operatore aritmetico hanno tipo diverso, l’operando del tipo più limitato viene convertito al tipo dell’operando più estesochar short int int long int float double 24

Promozione del tipo Se i due operandi di un operatore aritmetico hanno Non sidiverso, l’operando del tipo più tipo perde mai precisione. limitatoCviene convertito al tipo dell’operando più Il converte automaticamente verso i tipi più capienti estesochar short int int long int float double 25

Troncamento del risultatoNell’operatore di assegnazione var = expr ;ci possono essere 3 casi: La variabile destinazione ha lo stesso tipo dell’espressione calcolata La variabile destinazione ha un tipo più ampio del tipo dell’espressione calcolata Si promuove il tipo dell’espressione al tipo della variabile destinazione La variabile destinazione ha un tipo più ristretto del tipo dell’espressione calcolata Si approssima il tipo dell’espressione al tipo della variabile destinazione, perdendo precisione 26

Conversioni espliciteQualora si vogliano modificare le regolepredefinite di promozione e troncamendo dei tipi,il C mette a disposizione un operatore diconversione esplicita di tipo Typecasting (nuovotipo)expr Converte l’espressione expr dal suo tipo nativo, al tipo desiderato nuovotipo Più capiente Meno capiente: troncamento o approssimazione 27

Esempio 1double media ;int somma, N ;media = somma / N ; /* no */media = (double double)somma / N ; double 28

Esempio 2int voto ;float parte1, parte2, parte3 ;voto = (int ((parte1 + int) int parte2 + parte3)/3) ; 29

Esempio 3int voto ;float parte1, parte2, parte3 ;float media ;/* arrotondamento all’intero più vicino */media = (parte1 + parte2 + parte3)/3 ;voto = (int (media + 0.5) ; int) int 30

Funzioni

Funzioni in CIl concetto di funzioneParametri formali e attualiIl valore di ritornoDefinizione e chiamata di funzioniPassaggio dei parametriCorpo della funzione 2

Funzioni in C

Strategie di programmazioneRiuso di codice esistente Funzionalità simili in programmi diversi Funzionalità ripetute all’interno dello stesso programma Minore tempo di sviluppo Frammenti di codice già verificati Utilizzo di parti di codice scritte da altri Funzioni di libreria Sviluppo collaborativo 4

Come riusare il codice? (1/3)Copia-e-incolla Semplice, ma poco efficace Occorre adattare il codice incollato, ritoccando i nomi delle variabili e costanti utilizzati Se si scopre un errore, occorre correggerlo in tutti i punti in cui è stato incollato Nel listato finale non è evidente che si sta riutilizzando la stessa funzionalità Occorre disporre del codice originario Occorre capire il codice originario 5

Come riusare il codice? (2/3)Definizione di funzioni Dichiarazione esplicita che una certa funzionalità viene utilizzata in più punti Si separa la definizione della funzionalità rispetto al punto in cui questa viene utilizzata La stessa funzione può essere usata più volte con parametri diversi 6

Come riusare il codice? (3/3)Ogni miglioramento o correzione èautomaticamente disponibile in tutti i punti in cuila funzione viene usataNel listato finale è evidente che si sta riutilizzandola stessa funzionalitàNon occorre disporre del codice originarioNon occorre capire il codice originario 7

Principio di funzionamento (1/3)int main(void void) void{ int x, y ;/* leggi un numero tra 50 e 100 e memorizzalo in x *//* leggi un numero tra 1 e 10 e memorizzalo in y */ printf("%d %dn", x, y ) ;} 8

Principio di funzionamento (2/3)int main(void void) void{ int x, y ; x = leggi(50, 100) ; y = leggi(1, 10) ; printf("%d %dn", x, y ) ;} 9

Principio di funzionamento (3/3) int leggi(int min, intint main(void void) void int max){ { int x, y ; int v ; x = leggi(50, 100) ; do { y = leggi(1, 10) ; scanf("%d", &v) ; } while v<min || while( printf("%d %dn", v>max) ; x, y ) ;} return v ; } 10

Principio di funzionamento (3/3) min=50 max=100 int leggi(int min, intint main(void void) void int max){ { int x, y ; int v ; x = leggi(50, 100) ; do { y = leggi(1, 10) ; scanf("%d", &v) ; } while v<min || while( printf("%d %dn", v>max) ; x, y ) ;} return v ; } 11

Principio di funzionamento (3/3) min=50 max=100 int leggi(int min, intint main(void void) void int max){ { int x, y ; int v ; x = leggi(50, 100) ; do { y = leggi(1, 10) ; scanf("%d", &v) ; } while v<min || while( printf("%d %dn", v>max) ; x, y ) ;} return v ; } Chiamante Chiamato 12

Principio di funzionamento (3/3) min=1 max=10 int leggi(int min, intint main(void void) void int max){ { int x, y ; int v ; x = leggi(50, 100) ; do { y = leggi(1, 10) ; scanf("%d", &v) ; } while v<min || while( printf("%d %dn", v>max) ; x, y ) ;} return v ; } 13

SommarioLa definizione di una funzione delimita unframmento di codice riutilizzabile più volteLa funzione può essere chiamata più voltePuò ricevere dei parametri diversi in ognichiamataPuò restituire un valore di ritorno alchiamante Istruzione return 14

Miglioramento della funzioneint leggi(int min, int max) int{ char riga[80] ; int v ; do { gets(riga) ; v = atoi(riga) ; if(v<min) printf("Piccolo: min %dn", min) ; if if(v>max) printf("Grande: max %dn", max) ; if } while v<min || v>max) ; while( return v ;} 15

Funzioni in C

Parametri di una funzioneLe funzioni possono int leggi(int min, intricevere dei parametri int max)dal proprio chiamante { ...Nella funzione: } Parametri formali Nomi “interni” dei parametri 17

Parametri di una funzioneLe funzioni possono int leggi(int min, intricevere dei parametri int max)dal proprio chiamante { ...Nella funzione: } Parametri formali Nomi “interni” dei parametri int main(void void) void {Nel chiamante: ... Parametri attuali y = leggi(1, 10) ; ... Valori effettivi } (costanti, variabili, espressioni) 18

Parametri formali (1/2)Uno o più parametri int leggi(int min, intTipo del parametro int max) Tipo scalare { ... Vettore o matrice }Nome del parametroNel caso in cui la int stampa_menu(void void) voidfunzione non abbia {bisogno di parametri, ...si usa la parola chiave }void 19

Parametri formali (2/2)Per parametri vettorialiesistono 3 sintassi int leggi(int v[]) intalternative { ... int v[] } int v[MAX] int *vPer parametri matriciali int m[RIGHE][COL] int sudoku(int m[9][9]) int { int m[][COL] ... } 20

Avvertenza (1/2)Il valore della dimensione del vettore (es. MAX) Viene totalmente ignorato dal meccanismo di chiamata Non sarebbe comunque disponibile alla funzione chiamata Meglio per chiarezza ometterlo Si suggerisce di passare un ulteriore parametro contenente l’occupazione del vettore 21

Avvertenza (2/2)Nel caso di matrici Il secondo parametro (es. COL) è obbligatorio e deve essere una costante Il primo parametro viene ignorato e può essere omesso Per matrici pluri-dimensionali, occorre specificare tutti i parametri tranne il primo 22

Parametri attuali (1/2)Uno o più valori, in int main(void void) voidesatta corrispondenza {con i parametri formali y = leggi(1, 10) ; }Tipi di dato compatibilicon i parametri formali int main(void void) voidÈ possibile usare { y = leggi(a, b) ; Costanti } Variabili int main(void void) void Espressioni { y = leggi(a+b+1, c*2) ; } 23

Parametri attuali (2/2)I nomi delle variabili int main(void void) voidusate non hanno { ...alcuna relazione con i y = leggi(a, b) ;nomi dei parametri ... } min=a max=bformali int main(void void) void {Le parentesi sono ...sempre necessarie, y = stampa_menu() ; ...anche se non vi sono }parametri 24

Funzioni in C

Valore di ritornoOgni funzione può int leggi(int min, intritornare un valore al int max)proprio chiamante { int v ;Il tipo del valore diritorno deve essere scanf("%d", &v) ;scalare return v ;L’istruzione return } Termina l’esecuzione int main(void void) void della funzione { Rende disponibile il ... valore al chiamante y = leggi(a, b) ; ... } 26

Tipo del valore di ritornoValore scalare char, int (o varianti), float, doubleTipi avanzati Puntatori, structNessun valore ritornato void double sqrt(double a) double { ... } void stampa_err(int x) int { ... 27 }

L’istruzione return (1/2)Restituisce il valore Costante Variabile EspressioneIl tipo deve essere compatibile con il tipodichiarato per il valore di ritornoSintassi return x ; return(x) ;L’esecuzione della funzione viene interrotta 28

L’istruzione return (2/2)Per funzioni che non ritornano valori (void): return ;Il raggiungimento della fine del corpo dellafunzione } equivale ad un’istruzione returnsenza parametri Permesso solo per funzioni voidPer funzioni non-void, è obbligatorio che lafunzione ritorni sempre un valore 29

Nel chiamante...Il chiamante può: Ignorare il valore ritornato scanf("%d", &x) ; Memorizzarlo in una variabile y = sin(x) ; Utilizzarlo in un’espressione if ( sqrt(x*x+y*y)>z ) ... 30

Convenzioni utiliLe funzioni di tipo matematico ritornano sempreun valore doubleLe funzioni che non devono calcolare un valore(ma effettuare delle operazioni, per esempio)ritornano solitamente un valore int Valore di ritorno == 0 ⇒ tutto ok Valore di ritorno != 0 ⇒ si è verificato un erroreMolte eccezioni importanti: strcmp, scanf, ... 31

Funzioni in C

Sintassi C per le funzioniIl linguaggio C prevede 3 distinti momenti : La dichiarazione (prototipo o function prototype) L’interfaccia della funzione Solitamente: prima del main() La definizione L’implementazione della funzione Solitamente: al fondo del file, dopo il main() La chiamata L’utilizzo della funzione Solitamente: dentro il corpo del main() o di altre funzioni 33

Dichiarazione o prototipo int leggi(int min, int max) ; intTipo del Nome della Tipi e nomi Punto-e-valore di funzione dei parametri virgola ritorno formali 34

Scopo del prototipoDichiarare che esiste una funzione con il nomedato, e dichiarare i tipi dei parametri formali e delvalore di ritornoDal prototipo in avanti, si può chiamare talefunzione dal corpo di qualsiasi funzione(compreso il main)Non è errore se la funzione non viene chiamataI file .h contengono centinaia di prototipi dellefunzioni di libreriaI prototipi sono posti solitamente ad inizio file 35

Definizione o implementazione Tipo del Nome della Tipi e nomi valore di funzione dei parametri ritorno formali int leggi(int min, int max) int { . . . codice della funzione . . . }Corpo della funzione Nessun { ... } punto-e-virgola 36

Scopo della definizioneContiene il codice vero e proprio della funzionePuò essere posizionata ovunque nel file (al difuori del corpo di altre funzioni)Il nome della funzione ed i tipi dei parametri edel valore di ritorno devono coincidere conquanto dichiarato nel prototipoIl corpo della funzione può essere arbitrariamentecomplesso, e si possono chiamare altre funzioni 37

Chiamata o invocazione Funzione Valori dei parametri chiamante attualiint main(void void) void{ int x, a, b ; ... x = leggi(a, b) ; ...}Uso del valore di Chiamata della ritorno funzione 38

Meccanismo di chiamataLe espressioni corrispondenti ai parametri attualivengono valutate (e ne viene calcolato il valorenumerico) Compaiono le variabili del chiamanteI valori dei parametri attuali vengono copiati neiparametri formaliLa funzione viene eseguitaAll’istruzione return, il flusso di esecuzionetorna al chiamanteIl valore di ritorno viene usato o memorizzato 39

Riassumendo...int leggi(int min, int max) ; intint main(void void) void{ int x, a, b ; ... x = leggi(a, b) ; ...}int leggi(int min, int max) int{ . . . codice della funzione . . .} 40

Funzioni in C

Passaggio dei parametriOgni volta che viene chiamata una funzione,avviene il trasferimento del valore corrente deiparametri attuali ai parametri formali Parametro attuale Parametro formale (chiamante) (chiamato) Valuta Valore iniziale espressione/i Copia valore Uso nella funzione 42

ConseguenzaLa funzione chiamata non ha assolutamentemodo di Conoscere il nome delle variabili utilizzate come parametri attuali Ne conosce solo il valore corrente Modificare il valore delle variabili utilizzate come parametri attuali Riceve solamente una copia del valoreQuesto meccanismo è detto passaggio “by value”dei parametri È l’unico possibile in C 43

Errore frequenteImmaginare che una funzione possa modificare ivalori delle variabili void azzera(int x) int { x = 0 ; } 44

Parametri di tipo vettorialeIl meccanismo di passaggio “by value” è chiaronel caso di parametri di tipo scalareNel caso di parametri di tipo array (vettore omatrice), il linguaggio C prevede che: Un parametro di tipo array viene passato trasferendo una copia dell’indirizzo di memoria in cui si trova l’array specificato dal chiamante Passaggio “by reference” 45

ConseguenzaNel passaggio di un vettore ad una funzione, ilchiamato utilizzerà l’indirizzo a cui è memorizzatoil vettore di partenzaLa funzione potrà quindi modificare il contenutodel vettore del chiamanteMaggiori dettagli nella prossima lezione 46

Funzioni in C

Variabili localiAll’interno del corpo int leggi(int min, intdi una funzione è int max)possibile definire delle { int v ;variabili locali scanf("%d", &v) ; return v ; } 48

CaratteristicheLe variabili locali sono accessibili solo dall’internodella funzioneLe variabili locali sono indipendenti da eventualivariabili di ugual nome definite nel main In ogni caso, dal corpo della funzione è impossibile accedere alle variabili definite nel mainLe variabili locali devono avere nomi diversi daiparametri formali 49

Istruzioni eseguibiliIl corpo di una funzione int leggi(int min, intpuò contenere qualsiasi int max)combinazione di { int v ;istruzioni eseguibiliRicordare l’istruzione scanf("%d", &v) ;return return v ; } 50

Funzioni

Parametri “by reference”IntroduzioneOperatori & e *Passaggio “by reference”Passaggio di vettoriEsercizio “strcpy” 2

Parametri “by reference”

Passaggio dei parametriIl linguaggio C prevede il passaggio di parametri“by value” Il chiamato non può modificare le variabili del chiamante Il parametro formale viene inizializzato con una copia del valore del parametro attuale 4

ProblemiIl passaggio “by value” risulta inefficiente qualorale quantità di dati da passare fossero notevoli Nel caso del passaggio di vettori o matrici, il linguaggio C non permette il passaggio “by value”, ma copia solamente l’indirizzo di partenza Esempio: strcmpTalvolta è necessario o utile poter modificare ilvalore di una variabile nel chiamante Occorre adottare un meccanismo per permettere tale modifica Esempio: scanf 5

SoluzioneLa soluzione ad entrambi i problemi è la stessa: Nel passaggio di vettori, ciò che viene passato è solamente l’indirizzo Per permettere di modificare una variabile, se ne passa l’indirizzo, in modo che il chiamato possa modificare direttamente il suo contenuto in memoriaViene detto passaggio “by reference” deiparametri Definizione impropria, in quanto gli indirizzi sono, a loro volta, passati “by value” 6

Operatori sugli indirizziPer gestire il passaggio “by reference” deiparametri occorre Conoscere l’indirizzo di memoria di una variabile Operatore & Accedere al contenuto di una variabile di cui si conosce l’indirizzo ma non il nome Operatore *Prime nozioni della aritmetica degli indirizzi, cheverrà approfondita in Unità successive 8

Operatore &L’operatore indirizzo-di 1000 1004restituisce l’indirizzo di 1008memoria della variabile int a 1012 37a cui viene applicato 1016 &a è l’indirizzo 1012 int b 1020 -4 1024 &b è l’indirizzo 1020 1028 9

OsservazioniL’indirizzo di una variabile viene deciso dalcompilatoreL’operatore & si può applicare solo a variabilisingole, non ad espressioni Non ha senso &(a+b) Non ha senso &(3)Conoscere l’indirizzo di una variabile permette dileggerne o modificarne il valore senzaconoscerne il nome 10

Variabili “puntatore”Per memorizzare gli indirizzi di memoria, occorredefinire opportune variabili di tipo “indirizzo di...”Nel linguaggio C si chiamano puntatoriUn puntatore si definisce con il simbolo * int *p ; /* puntatore ad un valore intero */ float *q ; /* puntatore ad un valore reale */ 11

Esempioint main(void void) void 1000{ 1004 int a, b ; 1008 int *p, *q ; int a 1012 37 1016 a = 37 ; int b 1020 -4 b = -4 ; 1024 p = &a ; 1028 /* p "punta a" a */ 1032 1036 q = &b ; int *p 1040 1012 /* q "punta a" b */ 1044 int *q 1048 1020} 1052 12

Operatore *L’operatore di accesso 1000 1004indiretto permette di 1008accedere, in lettura o int a 1012 37scrittura, al valore di una 1016variabile di cui si int b 1020 -4 1024conosce l’indirizzo 1028 *p equivale ad a 1032 *q equivale a b 1036 int *p 1040 1012 *p = 0 ; 1044 if( *q > 0 ) ... int *q 1048 1020 1052 13

Costrutti frequentiCostrutto Significatoint x ; x è una variabile interaint *p ; p è un puntatore a variabili interep = &x ; p punta ad x*p = 0 ; Azzera la variabile puntata da p (cioè x) Leggi il contenuto della variabile puntatab = *p ; da p e copialo in b 14

Passaggio “by reference”Obiettivo: passare ad una funzione una variabile,in modo tale che la funzione la possa modificareSoluzione: Definire un parametro attuale di tipo puntatore Al momento della chiamata, passare l’indirizzo della variabile (anziché il suo valore) All’interno del corpo della funzione, fare sempre accesso indiretto alla variabile di cui è noto l’indirizzo 16

Esempio: “Azzera”Scrivere una funzione azzera, che riceve unparametro di tipo intero (by reference) e cheazzera il valore di tale parametro 17

Soluzionevoid azzera( int *v ) ;int main( void ){ int x ; ... azzera(&x) ; ...}void azzera( int *v ){ *v = 0 ;} 18

Esempio: “Scambia”Scrivere una funzione scambia, che riceve dueparametri di tipo intero (by reference) e chescambia tra di loro i valori in essi contenuti 19

Soluzionevoid scambia( int *p, int *q ) ;int main( void ){ int a,b ; ... scambia(&a, &b) ; ...}void scambia( int *p, int *q ){ int t ; t = *p ; *p = *q ; *q = t ; 20}

OsservazioneIl meccanismo di passaggio by reference spiega(finalmente!) il motivo per cui nella funzionescanf è necessario specificare il carattere &nelle variabili letteLe variabili vengono passate by reference allafunzione scanf, in modo che questa possascrivervi dentro il valore immesso dall’utente 21

Passaggio di vettori e matrici Nel linguaggio C, il nome di un array (vettore o matrice) è automaticamente sinonimo del puntatore al suo primo elementoint main(void void) void{ int v[10] ; p e v sono int *p ; del tutto p = & v[0] ; equivalenti} 23

ConseguenzeQuando il parametro di una funzione è di tipoarray (vettore o matrice) L’array viene passato direttamente “by reference” Non è necessario l’operatore & per determinare l’indirizzo È sufficiente il nome del vettore Non è necessario l’operatore * per accedere al contenuto È sufficiente l’operatore di indicizzazione [] Non è possibile, neppure volendolo, passare un array “by value” 24

Esercizio “Duplicati”Scrivere una funzione che, ricevendo dueparametri Un vettore di double Un intero che indica l’occupazione effettiva di tale vettorepossa determinare se vi siano valori duplicati intale vettoreLa funzione ritornerà un intero pari a 1 nel casoin cui vi siano duplicati, pari a 0 nel caso in cuinon ve ne siano 25

Soluzione (1/3)int duplicati(double v[], int N) ; double/*Riceve in ingresso il vettore v[] di doubleche contiente N elementi (da v[0] a v[N-1])Restituisce 0 se in v[] non vi sono duplicatiRestituisce 1 se in v[] vi sono duplicatiIl vettore v[] non viene modificato*/ 26

Soluzione (2/3)int duplicati(double v[], int N) double{ int i, j ; for(i=0; i<N; i++) for { for(j=i+1; j<N; j++) for { if(v[i]==v[j]) if return 1 ; } } return 0 ;} 27

Soluzione (3/3)int main(void void) void{ const int MAX = 100 ; double dati[MAX] ; int Ndati ; int dupl ; ... dupl = duplicati(dati, Ndati) ; ...} 28

Errore frequente Nel passaggio di un vettore occorre indicarne solo il nome dupl = duplicati(dati, Ndati) ;dupl = duplicati(dati[], Ndati) ; dupl = duplicati(dati[MAX], Ndati) ; dupl = duplicati(dati[Ndati], Ndati) ; dupl = duplicati(&dati, Ndati) ; 29

OsservazioneNel caso dei vettori, il linguaggio C permettesolamente il passaggio by reference Ciò significa che il chiamato ha la possibilità di modificare il contenuto del vettoreNon è detto che il chiamato effettivamente nemodifichi il contenuto La funzione duplicati analizza il vettore senza modificarlo Esplicitarlo sempre nei commenti di documentazione 30

strcpy” strcpy Esercizio “strcpySi implementi, sotto forma di funzione, la bennota funzione di libreria strcpy per la copia didue stringhe 32

Soluzione (1/2)void strcpy(char *dst, char *src) ; char/*Copia il contenuto della stringa srcnella stringa dstAssume che src sia 0-terminata, e restituiscedst in forma 0-terminata.Assume che nella stringa dst vi sia spaziosufficiente per la copia.La stringa src non viene modificata.*/ 33

Soluzione (2/2)void strcpy(char *dst, char *src) char{ int i ; for(i=0; src[i]!=0; i++) for { dst[i] = src[i] ; } dst[i] = 0 ;} 34

OsservazioneLa funzione può essere dichiarata in due modi: void strcpy(char *dst, char *src) void strcpy(char dst[], char src[])Sono forme assolutamente equivalentiTutte le funzioni di libreria che lavorano sullestringhe accettano dei parametri di tipo char * 35

Funzioni

main() La funzione main()Interfaccia con il sistema operativoArgomenti sulla linea di comandoParametri argc e argvValore di ritorno del programmaLa funzione exitEsercizio “Calcolatrice” 2

main()La funzione main()

main() La funzione main()La funzione main(), presente in tutti iprogrammi C, è una funzione come tutte le altreUnica particolarità: viene chiamataautomaticamente dal Sistema Operativo, appenail programma viene avviato Non esiste mai una chiamata esplicita a main() L’interfaccia della funzione viene definita dalle caratteristiche del sistema operativo 4

Interfaccia in modalità “console”Ricordiamo che il linguaggio C si è evoluto coninterfacce “a caratteri”L’attivazione di un programma avvienedigitandone il nome in una finestra di comando 5

Il modello “console” Sistema Operativo Finestra di comandoArgomenti Codice di uscita Programma utente int main() 6

Interfaccia del programmaLa finestra di comando permette di passare alprogramma una serie di argomenti Zero, una o più stringhe di testo Utilizzate dal programma come dati in ingressoAl termine dell’esecuzione, il programmarestituisce un codice di uscita Numero intero Indica eventuali condizioni di erroreDurante l’esecuzione, il programma può accedereall’input (tastiera) e all’output (schermo) 7

La linea di comando (1/2)L’attivazione di un programma avviene digitandoil suo nome in una finestra di comandoMicrosoft Windows XP [Versione 5.1.2600](C) Copyright 1985-2001 Microsoft Corp.C:Documents and Settingscorno>cd progrC:progr>quadrato*********C:progr>_ 9

La linea di comando (2/2) È possibile passare dei parametri all’attivazione del programmaC:progr>quadrato 5 C:progr>quadrato 5 K***** KKKKK***** KKKKK***** KKKKK***** KKKKK***** KKKKKC:progr>_ C:progr>_ 10

NomenclaturaParametri sulla linea di comando Command line parametersArgomenti del programma Program argumentsParametri di attivazioneParametri del mainArgomenti del mainOpzioni [sulla linea di comando] 11

CaratteristicheNumero variabile di parametri Anche nessunoTipo variabile Numeri Caratteri o StringheIl chiamante (sistema operativo) non ha modo disapere quanti parametri servono al programmané di che tipo Verranno trattati in modo standardizzato 12

Standardizzazione dei parametriGli argomenti sulla linea di comando vengonotrattati come un vettore di stringheIl programma riceve Una copia del vettore di stringhe Un valore numerico che indica quante stringhe sono presenti 13

EsempiC:progr>quadrato Numero argomenti = 0 Numero argomenti = 1C:progr>quadrato 5 Argomento 1 = “5” Numero argomenti = 2C:progr>quadrato 5 K Argomento 1 = “5” Argomento 2 = “K” 14

Parametri formali del main I parametri sulla linea di comando sono disponibili al main attraverso i suoi parametri formali La definizione completa della funzione main è:int main(int argc, char *argv[]) ; int Argument count Argument values 16

Il parametro argcint argcNumero di parametri sulla linea di comando Incrementato di uno, in quanto il nome del programma viene considerato come un parametroSe non vi sono argomenti effettivi, vale 1Se vi sono k argomenti effettivi, vale k+1 17

Il parametro argvchar *argv[]È un vettore di stringheOgni stringa è un parametro del programmaVi sono argc diverse stringheLa prima stringa, argv[0], è il nome delprogrammaLa seconda stringa, argv[1], è il primoargomento (se esiste)…L’ultimo argomento è in argv[argc-1] 18

Esempi argc==1C:progr>quadrato argv[0]=="quadrato" argc==2C:progr>quadrato 5 argv[0]=="quadrato" argv[1]=="5" argc==3 argv[0]=="quadrato"C:progr>quadrato 5 K argv[1]=="5" argv[2]=="K" 19

Per capire meglio...#include <stdio.h> arg.cint main(int argc, char *argv[]) int{ int i ; printf("argc = %dn", argc) ; for(i=0; i<argc; i++) for { printf("argv[%d] = "%s"n", i, argv[i]) ; }} 20

OsservazioneIl vettore argv contiene i dati sotto formaesclusivamente di stringaQualora uno dei dati richiesti sia di tipo numerico(int o double), occorre effettuare laconversione da stringa a numero i = atoi(argv[1]) ; r = atof(argv[1]) ;Se il parametro è invece una stringa, convienecopiarlo in una variabile mediante strcpy 21

Valore di ritornoAl termine dell’elaborazione il programmarestituisce un numero intero al sistema operativoTale valore viene spesso ignorato, ma in caso diesecuzione “batch” è possibile interrogarlo alivello di sistema operativo in MS-DOS, tramite la variabile ERRORLEVEL echo %errorlevel% in sistemi Unix, mediante la macro $? echo $? 23

ConvenzioniIl valore di ritorno è un int, ma per compatibilitàsi preferisce ritornare degli “interi positivi piccoli”Convenzionalmente Il valore di ritorno pari a 0 indica “programma terminato correttamente” Il valore di ritorno diverso da 0 indica “programma terminato anormalmente a causa di un errore” Il valore specifico ritornato (1, 2, 3, ...) può indicare la causa dell’errore 24

Esempio 25

Restituzione del valore di ritornoQuando il programma termina, deve restituire ilvalore di ritorno ==0, se tutto OK !=0, se erroreIl modo più semplice per restituire tale valore è diutilizzare l’istruzione return all’interno dellafunzione main L’elaborazione viene immediatamente interrotta Il valore ritornato viene passato al sistema operativo 27

Esempio#include <stdio.h>int main(int argc, char *argv[]) int{ . . . . . . . . . return 0 ;} 28

La funzione exitEsiste inoltre la funzione di libreria exit,dichiarata in <stdlib.h>, che assolve allastessa funzione Interrompe l’esecuzione del programma Ritorna il valore specificatoIl vantaggio rispetto all’istruzione return è chepuò essere usata all’interno di qualsiasi funzione,non solo del main void exit(int value) ; int 29

Esempio#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(int argc, char *argv[]) int{ . . . . . . . . . exit(0) ;} 30

SuggerimentoRicordare sempre di ritornare un valoreMettere come ultima istruzione del main:exit(0);Per eventuali condizioni di errore (parametriassenti, valori illegali, ...) che non possano esserecorrette dal programma, restituire un valorepositivo: exit(1) ; Tali errori possono essere controllati dall’interno di qualsiasi funzione: la exit interrompe comunque l’intero programma 31

Esercizio “Calcolatrice”Si scriva un programma da utilizzarsi comesemplice calcolatrice sulla linea di comandoIl programma, denominato calcola, accetta 3parametri sulla linea di comando Il primo ed il terzo parametro sono degli operandi, espressi come numeri reali Il secondo parametro è un operatore, scelto tra +, -, * e /Il programma stampa il risultato corrispondenteall’operazione 33

Analisic:progr>calcola 3 + 2Risultato: 5.0000c:progr>calcola 3 * 2Risultato: 6.0000c:progr>calcola 3 $ 2Errore: operatore non riconosciutoc:progr>calcola 3 +Errore: operando mancante 34

Soluzione (1/5) calcola.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>int main(int argc, char *argv[]) int{ double v1, v2 ; char op[20] ; 35

Soluzione (2/5)if(argc!=4)if calcola.c{ printf("Errore: numero parametri insufficienten"); exit(1) ;}v1 = atof(argv[1]) ;strcpy(op, argv[2]) ;v2 = atof(argv[3]) ; 36

Soluzione (3/5) calcola.cif(strcmp(op, "+")==0)if printf("Risultato: %fn", v1 + v2 ) ; if(strcmp(op, "-")==0)else if printf("Risultato: %fn", v1 - v2 ) ; if(strcmp(op, "*")==0)else if printf("Risultato: %fn", v1 * v2 ) ; 37

Soluzione (4/5) calcola.c if(strcmp(op, "/")==0)else if{ if(v2==0) if { printf("Errore: divisione per zeron"); exit(2) ; } else printf("Risultato: %fn", v1 / v2 ) ;} 38

Soluzione (5/5) calcola.c else { printf("Errore: operatore non riconosciuton") ; exit(3) ; } exit(0) ;} 39

Funzioni

Esercizi propostiEsercizio “Confronto tra date”Esercizio “Quadrato”Esercizio “Indovina numero” 2

Esercizi proposti

Esercizio “Confronto tra date”Si scriva un programma che chieda all’utente diinserire due date (giorno, mese, anno) edetermini: Se le date solo uguali Se la prima data precede la seconda Se la prima data segue la secondaIl programma dovrà porre particolare attenzionea non accettare date non valide Esempio: 30/02/1984 Esempio: 10/14/2001 4

AnalisiConfronto tra dateInserisci la PRIMA dataGiorno: 15Mese: 3Anno: 2007Inserisci la SECONDA dataGiorno: 26Mese: 4Anno: 1967La prima data 15/3/2007 SEGUEla seconda data 26/4/1967 5

Controlli1 ≤ giorno ≤ 311 ≤ mese ≤ 121900 < anno < 2100Se mese = 4, 6, 9, 11, allora giorno ≤ 30Se mese = 2, allora giorno ≤ 29Se mese = 2 e l’anno non è bisestile, alloragiorno ≤ 28 L’anno è bisestile se è multiplo di 4 6

SoluzioneScrivere una funzione per la lettura della data,che comprenda al suo interno tutti i controlli: void leggidata( int *giorno, int *mese, int *anno ) ;La funzione restituisce, nelle 3 variabili passateby reference, le componenti (giorno, mese, anno)della dataLa funzione garantisce che la data restituita ècorretta 7

Programma principaleint main(void void) void{ int g1, m1, a1 ; date.c int g2, m2, a2 ; printf("Confronto tra datenn") ; printf("Inserisci la PRIMA datan") ; leggidata( &g1, &m1, &a1 ) ; printf("Inserisci la SECONDA datan") ; leggidata( &g2, &m2, &a2 ) ; /* Confronto delle date */ /* Confronto delle date */} /* main */ 8

Confronto delle dateif(if g1 == g2 && m1 == m2 && a1 == a2 ) printf("Le date sono ugualin") ;else if( a1<a2 || if date.c (a1==a2 && m1<m2) || (a1==a2 && m1==m2 && g1<g2) ){ printf("La prima data %d/%d/%d " "PRECEDE la seconda %d/%d/%dn", g1, m1, a1, g2, m2, a2) ;}else{ printf("La prima data %d/%d/%d " "SEGUE la seconda %d/%d/%dn", g1, m1, a1, g2, m2, a2) ;} 9

Funzione leggidata (1/5)void leggidata( int *giorno, int *mese, int *anno ) date.c{ int g, m, a ; int ok ; do { do { printf("Giorno: ") ; scanf("%d", &g) ; if(g<1 || g>31) if printf("Giorno non validon"); } while g<1 || g>31 ) ; while( 10

Funzione leggidata (2/5)do { printf("Mese: ") ; scanf("%d", &m) ; date.c if(m<1 || m>12) if printf("Mese non validon");} while m<1 || m>12 ) ; while(do { printf("Anno: ") ; scanf("%d", &a) ; if ( a<=1900 || a>=2100 ) printf("Anno non validon") ;} while a<=1900 || a>=2100 ) ; while( 11

Funzione leggidata (3/5)ok = 1 ;if(if g>30 && (m==4 || m==6 || date.c m==9 || m==11) ){ ok = 0 ; printf("Il mese %d non " "ha %d giornin", m, g);}else if ( g>29 && m==2 ){ ok = 0 ; printf("Il mese %d non " "ha %d giornin", m, g);} 12

Funzione leggidata (4/5) date.celse if ( g==29 && m==2 && a%4!=0 ) { ok = 0 ; printf("Il mese %d non " "ha %d giorni perche " "lanno %d non e bisestilen", m, g, a); } 13

Funzione leggidata (5/5) date.c } while ok==0 ) ; while( *giorno = g ; *mese = m ; *anno = a ; return ;} /* leggidata */ 14

Esercizi proposti

Esercizio “Quadrato” (1/2)Si scriva un programma, denominato quadrato,che stampi a video un quadrato composto dicaratteri tutti uguali.Il programma riceve due argomenti sulla linea dicomando: Il primo argomento indica la dimensione del quadrato (ossia il numero di righe e colonne di cui è composto) Il secondo argomento indica il carattere di cui è composto il quadrato 16

Esercizio “Quadrato” (2/2)Gli argomenti sono opzionali: se il carattere vieneomesso, occorre stampare “*”. Se anche ladimensione viene omessa, si assuma pari a 3 17

AnalisiC:progr>quadrato Quadrato 3x3 di “*”C:progr>quadrato 5 Quadrato 5x5 di “*”C:progr>quadrato 5 K Quadrato 5x5 di “K” 18

Dal punto di vista del main argc==1C:progr>quadrato argv[0]=="quadrato" argc==2C:progr>quadrato 5 argv[0]=="quadrato" argv[1]=="5" argc==3 argv[0]=="quadrato"C:progr>quadrato 5 K argv[1]=="5" 19 argv[2]=="K"

Soluzione (1/4)int main(int argc, char *argv[]) int quadrato.c{ int dim ; char ch ; int i, j ; if (argc==1) { dim = 3 ; ch = * ; } 20

Soluzione (2/4) quadrato.celse if (argc==2){ dim = atoi(argv[1]) ; if( if dim<1 || dim>20 ) { printf("Dimens. non validan") ; exit(1) ; } ch = * ;} 21

Soluzione (3/4)else if (argc==3){ dim = atoi(argv[1]) ; quadrato.c if( if dim<1 || dim>20 ) { printf("Dimens. non validan"); exit(1) ; } ch = argv[2][0] ; if(strlen(argv[2])!=1) if { printf("Carattere non validon"); exit(1) ; }} 22

Soluzione (4/4) else { printf("Numero argomenti " quadrato.c "non validon") ; exit(1) ; } for(i=0; i<dim; i++) for { for(j=0; j<dim; j++) for putchar(ch) ; putchar(n) ; } exit(0) ;} 23

Esercizi proposti

Esercizio “Indovina numero”Si realizzi un programma in C per permettere adue giocatori umani di giocare ad “indovina ilnumero”Il primo giocatore attiva il programma,denominato segreto, passandogli sulla linea dicomando un numero intero tra 1 e 100Il secondo giocatore farà una serie di tentativi,immettendoli via tastieraAd ogni tentativo il programma dirà se il numerotentato è più alto o più basso del numero daindovinare 25

Soluzione (1/3)int main(int argc, char *argv[]) int{ segreto.c int segreto ; int cont, tent ; /* Acquisisci dalla linea di comando il numero "segreto" */ if( if argc != 2 ) { printf("Numero di parametri " "erraton") ; exit(1) ; } 26

Soluzione (2/3)segreto = atoi( argv[1] ) ; segreto.cif(if segreto<1 || segreto>100 ){ printf("Numero segreto " "erraton") ; exit(1) ;}printf("INDOVINA IL NUMEROnn"); 27

Soluzione (3/3)cont = 1 ;do { printf("Tentativo %d: ", cont ); scanf("%d", &tent) ; segreto.c if( tent < segreto ) if printf("Basso...n") ; else if (tent > segreto ) printf("Alto...n") ; cont++ ;} while (tent != segreto) ;cont-- ;printf("Indovinato: %d tentativin", cont) ; 28

Funzioni

Argomenti trattatiDefinizione di funzioni in C Prototipo ImplementazionePassaggio di parametri alle funzioni By value By reference VettoriInterfaccia del main Parametri sulla linea di comando Valore di ritorno 2

Tecniche di programmazioneDecomporre il programma in più funzioni,implementando ciascuna individualmenteIdentificare le parti ripetitive e racchiuderle inapposite funzioniPermette il passaggio di parametri al programmaAnalizzare i parametri passati dall’utente 3

Programmazione in C

I/O Avanzato e FileDefinizione di fileFile di testo in CInput robustoFormattazione avanzataEsercizi propostiSommario 2

Riferimenti al materialeTesti Kernighan & Ritchie: capitolo 7, appendice B Cabodi, Quer, Sonza Reorda: capitoli 3, 8 Dietel & Dietel: capitoli 9, 11Dispense Scheda: “I/O Avanzato in C” Scheda: “Gestione dei file in C” 3

I/O Avanzato e File

Definizione di fileDirectory e fileFile binari e file di testo 5

Definizione di file

Directory e fileTutti i sistemi operativi permettono di organizzarele informazioni su hard disk secondo la metaforadi cartelle (directory) e fileCartelle File 7

DefinizioniFile: Una sequenza di byte Memorizzata su un disco Caratterizzata da uno specifico nome Contenuta all’interno di una specifica directoryDirectory: Un contenitore di file e di altre directory Caratterizzata da uno specifico nome Contenuta all’interno di un’altra directory 8

Identificazione di un filePer identificare un file occorre dunque conoscere: Il nome assegnato al file Il nome della directory in cui esso è memorizzatoUna volta identificato un file, è possibile accedereal suo contenuto Leggere la sequenza di byte di cui è composto Modificare la sequenza di byte di cui è composto 01001001010010010101 10100100010100010101 10100101001100101010 00101101001010001010 esercizio.exe C:prog 9

Operazioni permesse sui fileOperazioni generiche Cancellazione di un file esistente Rinominazione di un file esistente Copia di un file, creando un nuovo file con lo stesso nome in una diversa directory Spostamento di un file, equivalente alla copia con cancellazione dell’originaleOperazioni specifiche Creazione di un nuovo file Modifica del contenuto del file 10

Operazioni generiche o specificheLe operazioni generiche sono solitamente svolteinteragendo con il sistema operativo, e sipossono applicare a qualsiasi fileLe operazioni specifiche invece coinvolgono ilcontenuto del file, pertanto richiedono programmispecifici per ogni tipologia di file 11

File = Sequenza di byte 12

Tipi di fileIl significato dei byte memorizzati all’interno deifile è noto, solitamente, solamente al programmache lo ha creatoSi parla di tipi di file, che sono solitamenteindicati dall’estensione (ultime lettere del nomedel file) File prodotto da Microsoft Powerpoint → .ppt File prodotto da Microsoft Word → .doc File prodotto da Openoffice.Org Writer → .odt ... 13

ConseguenzaNon è possibile lavorare con file gestiti da altriprogrammi, a meno di non conoscere il formatodel fileEccezione: se il formato del file è pubblicamentedocumentato, allora sarà possibile leggerlo escriverlo interpretando correttamente i byte Esempio: file di testo (ASCII) La codifica ASCII è utilizzata in molti campi: testi (.txt), programmi in C (.c), pagine HTML (.html), ... Esempio: file Acrobat (.pdf) Struttura molto complessa, ma documentata 14

Definizione di file

Vista d’insieme dei formati di file File File binario File ASCII Formato Formato Testo Testo Linguaggio“proprietario” “standard” puro formattato formale .doc .pdf .txt .html .c .psd .zip .csv .xml .xls .jpeg .rtf .java 16

Differenze operativeA livello di programmazione, esistono Funzioni generali per accedere ai file Funzioni specifiche per la lettura e la scrittura del contenuto di file binari Funzioni specifiche per la lettura e la scrittura del contenuto di file ASCIIIl corretto funzionamento di un programmadipende dalla perfetta conoscenza del formatodel file stesso 17

Scelta operativaIn questo corso si tratteranno esclusivamente ifile ASCII Più semplici da comprendere Facili da visualizzare e da creare con qualsiasi editor di testi Notepad o molte sue alternative L’ambiente di sviluppo in CSi userà indifferentemente la denominazione “fileASCII” o “file di testo” 18

File di “testo puro” 19

File di “testo puro”• Serie di più righe• Ciascuna riga ha un numero variabile di caratteri• Solitamente contengono del testo “libero” (ad es., in italiano)• Concetti di: carattere, parola, frase, riga 20

File di “testo formattato” (es: XML) 21

File di “testo formattato” (es: XML) • Linguaggio di programmazione basato su “tag” • Possibile “annidamento” dei tag • Complesso da analizzare, richiede strutture dati avanzate 22

File di “testo formattato” (es: CSV) 23

File di “testo formattato” (es: CSV) • Ogni riga è un dato • Ogni dato è rappresentato da più campi • I campi sono separati da un carattere specifico (, o ;) • I campi possono essere numerici o testuali • Ragionevolmente semplice da analizzare, modificare e creare 24

File di “testo formattato” (custom) 25

File di “testo formattato” (custom) • Formato “inventato” ad hoc per ciascun programma specifico • Versione semplificata del CSV, dove il separatore è lo spazio e non vi sono virgolette delimitatrici • È il più semplice da gestire 26

I/O Avanzato e File

File di testo in CAccesso ai fileFunzioni fopen/fcloseFunzioni fget*/fput*Funzioni fprintf/fscanfCondizione feof 2

File di testo in C

Accesso ai file (1/4)Un programma C può accedere ad alcuni filepresenti sui dischi del calcolatore File aperto: file al quale attualmente il programma ha accesso File chiuso: file residente su disco al quale attualmente il programma non ha accesso 4

Accesso ai file (2/4)All’atto dell’apertura di un file, il programma devedichiarare la modalità di accesso Modalità di lettura: il programma può leggere il contenuto del file, ma non modificarlo Modalità di scrittura: il programma può riscrivere da zero il contenuto del file Modalità di aggiunta: il programma può aggiungere nuove informazioni al file Modalità di lettura/scrittura: tutte le precedentiI successivi accessi al file devono esserecompatibili con la modalità di accesso dichiarata 5

Accesso ai file (3/4)L’accesso ai file di testo è rigorosamentesequenziale La lettura avviene dalla prima riga all’ultima, dal primo carattere all’ultimo In scrittura, ogni riga o carattere scritto vengono posizionati dopo le righe o caratteri scritti in precedenza A partire dal primo carattere, in modalità di scrittura A partire dall’ultimo carattere esistente, in modalità di aggiunta 6

Accesso ai file (4/4)All’atto dell’apertura di un file, il programma devedichiarare se il file è di tipo binario oppure ditesto La differenza consiste solamente nel trattamento “speciale” del carattere n nel caso dei file di testo In questo corso useremo sempre la modalità testuale 7

Stream associato ad un fileIn un programma C, esiste un tipo di datospecifico per rappresentare le informazionirelative ad un file aperto Denominato: file stream (flusso associato ad un file) Tipo di dato: FILE * (definito in <stdio.h>)“Aprire” un file significa quindi creare un nuovostream ed associarlo ad uno specifico file suldisco 8

Significato di streamUna volta che il file è aperto, il suo streamrappresenta Un “collegamento” mediante il quale poter compiere delle operazioni sul contenuto del file Le modalità di accesso scelte (testo/binario, lettura/scrittura/...) La posizione attuale a cui si è arrivati nello scrivere o nel leggere il fileOgni operazione sul file avviene chiamando unafunzione che riceve lo stream come parametro 9

Stati di un file Directory Nome file File chiusoRisiede su disco, il programma non ha accessoal suo contenuto 10

Stati di un file Directory Apertura del file Stream Nome file Posizione attuale Lettura / Scrittura Testo / Binario File aperto File chiuso Risiede su disco,Risiede su disco, il programma ha il programma accesso al suo non ha accesso contenutoal suo contenuto attraverso lo stream associato 11

Stati di un file Directory Apertura del file Stream Nome file Posizione attuale Lettura / Scrittura Testo / Binario File aperto File chiuso Risiede su disco,Risiede su disco, il programma ha il programma accesso al suo non ha accesso contenutoal suo contenuto attraverso lo stream associato Chiusura del file 12

Lettura di un fileApertura del file File aperto in lettura Posizione iniziale (primo carattere) 13

Lettura di un fileApertura del file Leggi riga / Leggi carattere File aperto in File aperto in lettura lettura Posizione iniziale Posizione intermedia (primo carattere) (n-esimo carattere) 14

Lettura di un fileApertura del file Leggi riga / Leggi carattere File aperto in File aperto in lettura lettura Posizione iniziale Posizione intermedia (primo carattere) (n-esimo carattere) 15

Lettura di un file Apertura del file Leggi riga / Leggi carattere File aperto in File aperto in lettura lettura Posizione iniziale Posizione intermedia (primo carattere) (n-esimo carattere) Condizione File aperto in end-of-file lettura Leggi riga / Posizione finale Leggi carattereChiusura del file (ultimo carattere) 16

Scrittura di un fileApertura del file File aperto in scrittura Posizione iniziale (primo carattere) 17

Scrittura di un fileApertura del file Scrivi riga / Scrivi carattere File aperto in scrittura Posizione iniziale (primo carattere) File aperto in scrittura Posizione intermedia (n-esimo carattere) 18

Scrittura di un fileApertura del file Scrivi riga / Scrivi carattere File aperto in Scrivi riga / Scrivi carattere scrittura Posizione iniziale (primo carattere) File aperto in scrittura Posizione intermedia (n-esimo carattere) 19

Scrittura di un fileApertura del file Scrivi riga / Scrivi carattere File aperto in Scrivi riga / Scrivi carattere scrittura Posizione iniziale (primo carattere) File aperto in scritturaLa posizione intermedia Posizione intermediadiviene posizione finale (n-esimo carattere) Chiusura del file 20

Aggiunta ad un fileApertura del file Scrivi riga / Scrivi carattere File aperto in Scrivi riga / Scrivi carattere aggiunta Posizione finale File aperto in (ultimo carattere) aggiunta Posizione intermediaLa posizione intermedia (n-esimo caratterediviene posizione finale dopo l’ultimo) Chiusura del file 21

Funzioni CTutte le funzioni per l’accesso ai file sonocontenute in <stdio.h>Funzioni per apertura e chiusura: fopen,fcloseFunzioni per la lettura: fgetc, fgets, fscanfFunzioni per la scrittura: fputc, fputs,fprintfFunzioni per lo stato del file: feof 22

File di testo in C

Funzioni fopen e fcloseApertura del file (fopen): La funzione fopen apre un file e restituisce una variabile stream Richiede il nome del file e le modalità di apertura Restituisce una nuova variabile di tipo FILE *Chiusura del file (fclose) Quando il file non è più richiesto, si chiama la funzione fclose che chiude il file Richiede come parametro lo stream, precedentemente restituito da fopen 24

fopen: fopen sintassi Variabile stream di tipo FILE *FILE * f ;...f = fopen( "nomefile", "modo" ) ; Stringa Modalità di contenente il apertura nome del file (stringa) 25

Nome del filef = fopen( "nomefile", "modo" ) ;f = fopen( "dati.txt", "modo" ) ; 26

Nome del filef = fopen( "nomefile", "modo" ) ;f = fopen( "dati.txt", "modo" ) ;f = fopen( "c:progdati.txt", "modo" ) ; 27

Nome del filef = fopen( "nomefile", "modo" ) ;f = fopen( "dati.txt", "modo" ) ;f = fopen( "c:progdati.txt", "modo" ) ;char nome[20] ;gets(nome) ;f = fopen( nome, "modo" ) ; 28

Nome del filef = fopen( "nomefile", "modo" ) ;f = fopen( "dati.txt", "modo" ) ;f = fopen( "c:progdati.txt", "modo" ) ;char nome[20] ;gets(nome) ;f = fopen( nome, "modo" ) ;f = fopen( argv[1], "modo" ) ; 29

Modo di aperturaf = fopen( "nomefile", "modo" ) ;Modalità lettura, file di testo "rt" "r"Modalità scrittura, file di testo "wt" "w"Modalità aggiunta, file di testo "at" "a" 30

Effetto della fopen (1/3)Modalità "r" Se il file esiste, viene aperto ed f punta allo stream relativo, posizionato in lettura al primo carattere Se il file non esiste, non viene creato nessuno stream e f==NULL 31

Effetto della fopen (2/3)Modalità "w" Se il file non esiste, viene creato da zero ed f punta allo stream relativo, posizionato in scrittura al primo carattere Se il file esiste già, viene innanzitutto cancellato e poi ricreato da zero, f punta allo stream relativo, posizionato in scrittura al primo carattere Se non è possibile creare il file (perché la directory non esiste, o il disco è protetto in scrittura, ...), non viene creato nessuno stream e f==NULL 32

Effetto della fopen (3/3)Modalità "a" Se il file non esiste, viene creato da zero ed f punta allo stream relativo, posizionato in scrittura al primo carattere Se il file esiste già, non viene modificato, f punta allo stream relativo, posizionato in scrittura dopo l’ultimo carattere Se non è possibile creare o modificare il file (perché la directory non esiste, o il disco è protetto in scrittura, ...), non viene creato nessuno stream e f==NULL 33

Controllo dell’erroreFILE * f ;...f = fopen( "nomefile", "r" ) ;if(if f == NULL ){ printf("Impossibile aprire filen"); exit(1) ;} 34

SuggerimentoOgniqualvolta viene chiamata la funzione fopen,è indispensabile subito dopo controllare se ilvalore ritornato non è NULLÈ da considerarsi errore una chiamata ad fopendi cui non venga controllato il risultatoIn caso di errore, solitamente convieneinterrompere il programma segnalando un codicedi errore Esempio: exit(1) ; 35

fclose: fclose sintassiFILE * f ;...f = fopen( "nomefile", "modo" ) ;.../* accesso al file */fclose(f) ; Variabile stream 36

AvvertenzeLa funzione fclose può essere chiamatasolamente su stream correttamente aperti Mai chiamare fclose se f==NULLDopo la chiusura del file, non è più possibileaccedere allo stream Eventualmente, ri-aprirlo nuovamente 37

Controllo dell’errore La funzione fclose ritorna un valore di tipo intero:int 0, se la; ris chiusura è avvenuta con successo... EOF, se la chiusura non è stata possibile (adris esempio, disco pieno o rimosso) = fclose(f) ;if(ris!=0)if{ printf("Impossibile chiuderen") ; exit(1) ;} 38

SuggerimentoConviene definire due funzioni aggiuntive, chechiamino le funzioni di libreria fopen e fclosee addizionalmente compiano i controlli d’erroreChiameremo myfopen e myfclose tali funzioniNei programmi chiameremo sempre myfopen emyfclose, e mai direttamente le funzioni dilibreria 39

Funzione myfopenFILE * myfopen(char *name, char *mode) char{ FILE * f ; f = fopen( name, mode ) ; my.c if (f==NULL) { printf("Impossibile aprire %sn", name) ; exit(1) ; } return f ;} 40

Funzione myfcloseint myfclose(FILE *f){ int ris ; my.c if (f==NULL) { printf("ERRORE INTERNOn") ; exit(1) ; } ris = fclose(f) ; if( ris!=0 ) if { printf("Impossibile chiuderen") ; exit(1) ; } return ris ;} 41

File di testo in C

Lettura e scrittura su file Lettura ScritturaCarattere singolo fgetc fputcRiga intera fgets fputs 43

Lettura e scrittura su file Lettura ScritturaCarattere singolo fgetc fputcRiga intera fgets fputs Legge prossimo elemento, fino alla fine del file Scrive o aggiunge 44

Lettura e scrittura su file Lettura ScritturaCarattere singolo fgetc fputcRiga intera fgets fputs Parametro: char Parametro: Legge prossimo stringa elemento, fino alla fine del file Scrive o aggiunge 45

fgetc: fgetc sintassiint ch ;ch = fgetc(f) ; Stream aperto in letturaProssimo carattere del file; EOF se il file è finito 46

fputc: fputc sintassiint ch ;fputc(ch, f) ; Stream aperto in scrittura o in aggiunta Carattere da aggiungere al file 47

fgets: fgets sintassichar str[80] ;fgets(str, 79, f) ; Max numero di caratteri letti Stringa nella quale viene Stream apertoletta la prossima riga del file in lettura (fino al n compreso) 48

Fine del fileLa funzione fgets restituisce un valore NULL seha tentato di leggere oltre la fine del filechar str[80] ;While(While fgets(str, 79, f) != NULL ){ /* elabora str */} 49

fputs: fputs sintassichar str[80] ;fputs(str, f) ; Stream aperto in scrittura o in aggiunta Stringa da aggiungere al file(solitamente termina con n) 50

Esercizio: “Frequenza lettere”Sia dato un file di testo, contenente dei braniscritti da un utenteSi scriva un programma in C che acquisisca sullalinea di comando il nome di tale file, e che stampile frequenze con cui compaiono le varie letteredell’alfabetoSi considerino equivalenti le maiuscole e leminuscole, e si ignorino i caratteri di spaziatura epunteggiatura 51

Analisi (1/2)manzoni.txtQuel ramo del lago di Como,che volge a mezzogiorno,tra due catene non interrotte di monti,tutto a seni e a golfi,a seconda dello sporgere e delrientrare di quelli, vien, quasia un tratto, a ristringersi, e aprender corso e figura di fiume,tra un promontorio a destra,e unampia costiera dallaltra parte 52

Analisi (2/2) manzoni.txt Quel ramo del lago di Como, che volge a mezzogiorno, tra due catene non interrotte di monti, tutto a seni e a golfi, a seconda dello sporgere e delC:prog>frequenza manzoni.txt rientrare di quelli, vien, quasi a un tratto, a ristringersi, e aA : 26 prender corso e figura di fiume, tra un promontorio a destra,B : 0 e unampia costiera dallaltra parteC : 6D : 12E : 32F : 3G : 7H : 1I : 21J : 0K : 0L : 13 53

Soluzioni possibiliOccorre calcolare un vettore di frequenze, in cuiciascuna posizione rappresenti la frequenza diciascuna delle lettere alfabeticheCi sono due approcci possibili alla lettura del file: Soluzione per caratteri: il file viene letto un carattere alla volta, usando la funzione fgetc Soluzione per righe: il file viene letto una riga alla volta, usando la funzione fgets, e tale riga viene poi esaminata con un ciclo interno al programma 54

Soluzione 1: per caratteri (1/3)const int LETT = 26 ;int freq[LETT] ; /* frequenze lettere */FILE * f ;int ch, i ;if (argc!=2){ printf("Numero argomenti erraton") ; exit(1) ;}for(i=0; i<LETT; i++)for freq[i] = 0 ; 55 frequenza.c

Soluzione 1: per caratteri (2/3)f = myfopen( argv[1], "r" ) ;ch = fgetc( f ) ;while(while ch!=EOF ){ if(isalpha(ch)) if { i = toupper(ch)-A ; /* posizione 0..25 della lettera */ freq[i]++ ; } ch = fgetc( f ) ;}myfclose( f ) ; 56 frequenza.c

Soluzione 1: per caratteri (3/3)for(i=0; i<LETT; i++)for{ printf("%c : %dn", i+A, freq[i]) ;}exit(0) ; 57 frequenza.c

Soluzione 2: per righeconst int LUN = 200 ;char riga[LUN+1];...while( fgets( riga, LUN, f ) != NULL )while{ for(i=0; riga[i]!=0; i++) for { if(isalpha(riga[i])) if { freq[toupper(riga[i])-A]++ ; } }} 58 frequenza.c

Esercizio: “Triangolo alfabetico”Si realizzi un programma in C che crei un file ditesto contenente tutte le lettere dell’alfabeto, conuna disposizione “a triangolo” La prima riga contiene una volta la lettera A La seconda riga contiene 2 volte la lettera B La terza riga contiene 3 volte la lettera C ...Il nome del file viene passato come primoargomento sulla linea di comando 59

Analisic:prog>triangolo tri.txt 60

Soluzione (1/2)FILE * f ; triangolo.cint i, j ;char ch ;if (argc!=2){ printf("Numero argomenti erraton") ; exit(1) ;}f = myfopen( argv[1], "w" ) ; 61

Soluzione (2/2)for(i=0; i<26; i++)for{ triangolo.c ch = i+A ; for(j=0; j<=i; j++) for fputc( ch, f ) ; fputc( n, f ) ;}myfclose( f ) ;exit(0) ; 62

File di testo in C

Output formattatoQualora sia necessario creare file con più campinella stessa riga, è scomodo ricorrere allefunzioni fputc/fputsÈ possibile utilizzare una variante della funzioneprintf, operante su uno stream aperto inscrittura fprintf(f, "formato", x, y, z) ; 64

fprintf: fprintf sintassiFILE * f ;fprintf(f, "formato", variabili ) ; Stream aperto inscrittura o in aggiunta Elenco delle variabili da scrivere Formato dei dati da stampare, usando gli stessi specificatori validi per printf 65

Input formattatoQualora sia necessario leggere file con più campinella stessa riga È scomodo ricorrere alla funzione fgetc Il risultato della funzione fgets deve successivamente essere analizzatoÈ possibile utilizzare una variante della funzionescanf, operante su uno stream aperto in lettura fscanf(f, "formato", &x, &y, &z) ; 66

fscanf: fscanf sintassiFILE * f ;fscanf(f, "formato", &variabili ) ; Stream aperto in lettura Puntatori alle variabili da leggere Formato dei dati da leggere, usando gli stessi specificatori validi per scanf 67

fscanf: fscanf una funzione pericolosaNonostante la funzione fscanf sia prevista dallalibreria standard C, è considerata una funzionepericolosa nella lettura di file in generaleIn particolare, qualora il file non sia nel formatocorretto (file contenente errori), allora ilmeccanismo di funzionamento di fscanf rendeimpossibile acquisire i dati in modo affidabileSuggerimento: non usare mai fscanfNella prossima lezione vedremo una soluzionerobusta al problema 68

File di testo in C

End-of-FileUn file aperto in lettura è inizialmente posizionatoal primo carattereAd ogni successiva lettura, avanza la posizionecorrente all’interno del fileQuando è stato letto l’ultimo carattere (o l’ultimariga) del file, non sono possibili ulteriori letture In questo caso si dice che si è verificata una condizione di End-of-File (EOF) Ulteriori tentativi di lettura genererebbero una condizione di errore 70

Tentativi di letturaSe si tenta di leggere oltre l’End-of-File fgets restituisce NULL fgetc restituisce EOF fscanf restituisce EOFÈ possibile controllare tali valori di ritorno percontrollare la fine del file In tali casi, l’errore è già avvenuto, e l’operazione di lettura non è andata a buon fine 71

Funzione feofLa funzione feof è specificatamente utile perverificare se uno stream f è già nella condizionedi End-of-File prima di tentare operazioni dilettura if ( !feof( f ) ) { ... }La funzione, partendo dallo stream f, restituisce: Vero, se lo stream è già in End-of-File, e quindi le successive letture falliranno Falso, se lo stream non è ancora in End-of-File, e quindi sono possibili ulteriori letture 72

Esempioch = fgetc( f ) ; while( !feof(f) ) whilewhile(while ch!=EOF ) {{ ch = fgetc( f ) ; .../* elabora ch */ .../* elabora ch */ ch = fgetc( f ) ; }} 73

I/O Avanzato e File

Input robustoProblemi nella lettura da fileSoluzione basata su fgetcFunzione sscanfSoluzione basata su fgets 2

Input robusto

Lettura da fileI file di testo contengono dati secondo un certoformatoÈ semplice scrivere un programma in grado dileggere un file formattato correttamenteDiviene molto complesso gestire eventuali erroridi formato del file 4

Errori di formatoRighe contenenti un numero errato di elementi Elementi in eccesso In fondo All’inizio o in mezzo Elementi in difettoTipi di dato errati Caratteri, stringhe, interi, realiErrori di coerenza interna 5

EsempioUn file di testo contiene i PIN dei bancomat deimembri di una famigliaIl file di testo contiene sulla prima riga il numerodi bancomat descritti nel fileLe righe successive contengono le informazionisu ciascun bancomat, uno per rigaCiascuna riga contiene 3 campi separati da spazi: Il nome del proprietario del bancomat Il numero del bancomat Il PIN segreto (5 cifre) 6

Esempio di file corretto bancomat.txt3Aldo 123456789 12762Giovanni 334422445 97864Giacomo 887868083 32552 7

Definizioniconst char nomefile[] = "banco.txt" ;const int MAX = 20 ; /* numero max di bancomat */const int LUN = 15 ; /* lunghezza del nome */int N ;char nome[MAX][LUN+1] ;int numero[MAX] ;int pin[MAX] ;FILE * f ;int i ; banco-bad.c 8

Lettura del file (solo se corretto)f = myfopen(nomefile, "r") ;fscanf(f, "%d", &N) ;for(i=0; i<N; i++)for{ fscanf(f, "%s %d %d", nome[i], &numero[i], &pin[i]) ;}myfclose(f) ; banco-bad.c 9

Possibili errori nel file (1/3)3 Campo mancanteAldo 123456789 12762334422445 97864Giacomo 887868083 32552 10

Possibili errori nel file (1/3)3 Campo mancanteAldo 123456789 12762334422445 97864Giacomo 887868083 325523 Campo extra nellaAldo 3212 123456789 12762 rigaGiovanni 334422445 97864Giacomo 887868083 32552 11

Possibili errori nel file (2/3)3 Campo extra aAldo 123456789 12762 3212 fine rigaGiovanni 334422445 97864Giacomo 887868083 32552 12

Possibili errori nel file (2/3)3 Campo extra aAldo 123456789 12762 3212 fine rigaGiovanni 334422445 97864Giacomo 887868083 325523 Tipi di dato erratiAldo 123456789 12762Giovanni 334422445 97864Giacomo A32Z4324 32552 13

Possibili errori nel file (3/3)3 SpaziPier Aldo 123456789 12762Giovanni 334422445 97864Giacomo 887868083 32552 14

Possibili errori nel file (3/3)3 SpaziPier Aldo 123456789 12762Giovanni 334422445 97864Giacomo 887868083 325523 IncoerenzaAldo 123456789 12762 internaGiacomo 887868083 32552 15

OsservazioniDi fronte a qualsiasi errore di formato, lafunzione fscanf Perde il “sincronismo” con le righe del file “Blocca” la lettura in caso di stringhe incontrate quando si aspettava un numero Non si “accorge” dell’End-of-FileLa funzione fscanf non è sufficientementerobusta per gestire la lettura da file di testo 16

Input robusto

Lettura basata su fgetcDovendo evitare l’utilizzo della funzione fscanf,si potrebbe optare per la funzione fgetcL’adozione di fgetc risolve i problemi disincronizzazione e di lettura dei dati errati, maintroduce spesso una complessità eccessiva nelprogramma 18

Soluzioni basate su fgetc (1/4)Acquisizione di una stringachar s[MAX] ;i = 0 ;ch = fgetc(f) ;while(while ch != EOF && ch != n && ch != && i < MAX-1 ){ s[i] = ch ; i++ ; ch = fgetc(f) ;}s[i] = 0 ; /* terminatore nullo */ 19

Soluzioni basate su fgetc (2/4)Saltare tutti gli spazi (ma non gli a-capo)ch = fgetc(f) ;while(while ch != EOF && ch != n && ch == ){ ch = fgetc(f) ;} 20

Soluzioni basate su fgetc (3/4)Acquisizione di un intero positivochar s[MAX] ;i = 0 ;ch = fgetc(f) ;while(while ch != EOF && isdigit(ch) && i < MAX-1 ){ s[i] = ch ; i++ ; ch = fgetc(f) ;}s[i] = 0 ; /* terminatore nullo */ 21x = atoi(s) ; /* converti in int */

Soluzioni basate su fgetc (4/4)Sono possibili tutti i controlli personalizzati, su Lunghezza minima e massima dei campi Tipo di caratteri permessiAlcuni tipi di dati sono complessi da acquisire Intero relativo: -124 Numero reale: -3.14e+21Soluzione in generale completa, ma molto lavoromanualeRischio: dimenticare alcuni casi particolari 22

SuggerimentoUtilizzare la funzione fgetc quando occorreleggere dei testi in “formato libero” Esempio: statistiche sul testo Esempio: file di una sola rigaPer file in formato custom, contenenti campiprefissati e/o di tipo numerico, occorre unasoluzione più comoda 23

Input robusto

Funzione sscanfLa risposta a molti dei problemi sollevati viene dauna nuova funzione di libreria: sscanfTale funzione si può usare per analizzare ilcontenuto di una stringa, estraendone vari campie memorizzandoli in variabili distinteHa tutta la funzionalità di scanf e fscanf, malavora soltanto all’interno dei caratteri contenutiin una stringa Potente e sicura 25

sscanf: sscanf sintassichar str[80] ;sscanf(str, "formato", &variabili ) ; Stringa di caratteri Puntatori alle variabili da leggere Formato dei dati da leggere, usando gli stessi specificatori validi per scanf 26

Esempiochar str[80] ;char nome[80] ;int numero, pin ;strcpy(str, "Aldo 91243213 1234n");sscanf(str, "%s %d %d", nome, &numero, &pin ) ; 27

Gestione degli erroriLa funzione sscanf non potrà mai leggere lerighe successive di un file, in quanto la suavisibilità è confinata alla stringa passataGli eventuali campi in eccesso a fine rigavengono quindi ignorati automaticamenteGli eventuali campi mancanti o di formato erratocausano il mancato riconoscimento di quellisuccessivi Condizione di errore facile da verificare analizzando il valore di ritorno di sscanf 28

Valore di ritorno La funzione sscanf restituisce al chiamante un valore intero: Il valore è pari al numero di argomenti (specificatori %) correttamente riconosciuti e memorizzati nelle rispettive variabilir = sscanf(str, "%s %d %d", nome, &numero, &pin ) ; 29

Esempiochar str[80] ;char nome[80] ;int numero, pin ;int r ;strcpy(str, "Aldo 91243213 1234n");r = sscanf(str, "%s %d %d", nome, &numero, &pin ) ;if( r != 3 )if{ ... errore ... } 30

SuggerimentiUtilizzare sempre sscanf per analizzare unastringaControllare sempre il valore di ritornoNon utilizzare più la funzione atoi, sostituirlacon sscanf(..."%d"...)Per acquisire dati da tastiera, combinare congetsPer acquisire dati da file, combinare con fgetsNella prossima lezione vedremo come “istruire”sscanf a riconoscere formati più complessi 31

Input robusto

Input robusto da file di testoAffidiamo diversi ruoli alle varie funzionifgets Lettura del file riga per riga Limite alla lunghezza max delle righe Riconoscimento End-of-Filesscanf Analisi dei campi presenti in una riga Controllo della correttezza del formato Trasferimento nelle variabili/vettori del programma 33

Schema consigliatoconst int LUNRIGA = 200 ;int r, nr ;char riga[LUNRIGA+1] ;f = myfopen(nomefile, "r") ; /* Ciclo di lettura */myfclose(f) ; 34

Ciclo di letturanr = 0 ;while(while fgets(riga, LUNRIGA, f)!=NULL ){ r = sscanf(riga, "%s %d %d", nome, &numero, &pin) ; if( r == 3 ) { ...elabora la la riga... */ /* ...elabora riga... } else printf("Riga %d ignoratan", nr+1); nr++ ;} 35

Soluzione corretta (1/6)const char nomefile[]="banco.txt";const int MAX = 20 ;const int LUN = 15 ;const int LUNRIGA = 200 ;int N ;char nome[MAX][LUN+1] ;int numero[MAX] ;int pin[MAX] ;FILE * f ;int i, r, nr ;char riga[LUNRIGA+1] ; banco-ok.c 36

Soluzione corretta (2/6)f = myfopen(nomefile, "r") ;if(fgets(riga, LUNRIGA, f)==NULL)if{ printf("Errore: file vuoton") ; exit(1) ;}r = sscanf(riga, "%d", &N) ;if(r!=1)if{ printf("Errore: La prima riga " "non contiene il numeron"); exit(1) ;} banco-ok.c 37

Soluzione corretta (3/6)if(if N<1 || N>MAX ){ printf("Errore: Num. bancomat " "%d non validon", N) ; printf("Valori ammessi: " "da 1 a %dn", MAX) ; exit(1) ;} banco-ok.c 38

Soluzione corretta (4/6)i = 0 ;nr = 0 ;while(while fgets( riga, LUNRIGA, f ) != NULL ){ if(i==N) if { printf("Errore: troppe " "righe nel filen" ) ; exit(1) ; } banco-ok.c 39

Soluzione corretta (5/6) r = sscanf(riga, "%s %d %d", nome[i], &numero[i], &pin[i]); if( if r == 3 ) i++ ; else { printf("Riga %d ignoratan", nr) ; } nr++ ;} banco-ok.c 40

Soluzione corretta (6/6)if(if i != N ){ printf("Errore: poche righe " " nel filen" ) ; exit(1) ;}myfclose(f) ; banco-ok.c 41

ConclusioniPrevedere tutti i possibili errori è difficile epesante La maggior parte delle linee di codice è dedicata alla gestione degli errori o delle anomalieGli strumenti offerti dalla “coppia” fgets +sscanf sono validi ed efficaci 42

I/O Avanzato e File

Formattazione avanzataModificatori di formato in outputModificatori di formato in inputStream predefiniti 2

Formattazione avanzata

Formattazione dell’outputL’output (su schermo o su file) viene formattatosolitamente mediante la funzione printf (ofprintf)Ogni dato viene stampato attraverso unopportuno specificatore di formato (codici %)Ciascuno di questi codici dispone di ulterioriopzioni per meglio controllare la formattazione Stampa incolonnata Numero di cifre decimali Spazi di riempimento ... 4

Specificatori di formato Tipo printfchar %c %dint %dshort int %hd %dlong int %ldunsigned int %u %o %xunsigned short int %huunsigned long int %lufloat %f %e %gdouble %f %e %gchar [] %s 5

Forma completa degli specificatori - precision + . width *% format # * 0 6

Forma completa degli specificatori - precision + . width *% format # * 0 Specificatore di% obbligatorio formato Modificatori obbligatorio opzionali 7

Forma completa degli specificatori - precision + . width *% format # * 0 Specificatori già noti 8

Forma completa degli specificatori - precision + . width *% format # * 0 Lunghezza totale: numero minimo di caratteri stampati 9

EsempiIstruzione Risultatoprintf("%d", 13) ; 13printf("%1d", 13) ; 13printf("%3d", 13) ; ּ13printf("%f", 13.14) ; 13.140000printf("%6f", 13.14) ; 13.140000printf("%12f", 13.14) ; ּּּ13.140000printf("%6s", "ciao") ; ּּciao 10

Forma completa degli specificatori - precision + . width *% format # * Minimo numero di caratteri %d totali (eventualmente 0 aggiunge 0 a sinistra) Numero massimo di cifre Precisione %f dopo la virgola(dipende...) Massimo numero di %s caratteri (stringhe più 11 lunghe vengono troncate)

Esempi (1/2)Istruzione Risultatoprintf("%.1d", 13) ; 13printf("%.4d", 13) ; 0013printf("%6.4d", 13) ; ּּ0013printf("%4.6d", 13) ; 000013printf("%.2s", "ciao") ; ciprintf("%.6s", "ciao") ; ciaoprintf("%6.3s", "ciao") ; ּּּcia 12

Esempi (2/2)Istruzione Risultatoprintf("%.2f", 13.14) ; 13.14printf("%.4f", 13.14) ; 13.1400printf("%6.4f", 13.14) ; 13.1400printf("%9.4f", 13.14) ; ּּ13.1400 13

Forma completa degli specificatori - precision + . width *% format # * - Allinea a sinistra anziché a destra Aggiungi il segno anche davanti ai 0 + numeri positivi Aggiungi spazio davanti ai numeri _ positivi Riempimento e 0 Aggiungi 0 iniziali fino a width allineamento # Formato alternativo (dipende...) 14

Esempi (1/2)Istruzione Risultatoprintf("%6d", 13) ; ּּּּ13printf("%-6d", 13) ; 13ּּּּprintf("%06d", 13) ; 000013printf("%6s", "ciao") ; ּּciaoprintf("%-6s", "ciao") ; ciaoּּ 15

Esempi (2/2)Istruzione Risultatoprintf("%d", 13) ; 13printf("%d", -13) ; -13printf("%+d", 13) ; +13printf("%+d", -13) ; -13printf("% d", 13) ; ּ13printf("% d", -13) ; -13 16

Approfondimenti su scanfTipologie di caratteri nella stringa di formatoModificatori degli specificatori di formatoValore di ritornoSpecificatore %[] 18

Stringa di formato (1/2)Caratteri stampabili: scanf si aspetta che tali caratteri compaiano esattamente nell’input Se no, interrompe la letturaSpaziatura (“whitespace”): Spazio, tab, a capo scanf “salta” ogni (eventuale) sequenza di caratteri di spaziatura Si ferma al primo carattere non di spaziatura (o End-of-File) 19

Stringa di formato (2/2)Specificatori di formato (%-codice): Se il codice non è %c, innanzitutto scanf “salta” ogni eventuale sequenza di caratteri di spaziatura scanf legge i caratteri successivi e cerca di convertirli secondo il formato specificato La lettura si interrompe al primo carattere che non può essere interpretato come parte del campo 20

Specificatori di formato Tipo scanfchar %c %[...]int %dshort int %hdlong int %ldunsigned int %u %o %xunsigned short int %huunsigned long int %lufloat %fdouble %lfchar [] %s %[...] 21

Forma completa degli specificatori * width % format Specificatore di Modificatori formato% obbligatorio opzionali obbligatorio 22

Forma completa degli specificatori * width % format Specificatori già noti% obbligatorio 23

Forma completa degli specificatori * width% format Numero massimo di caratteri letti per questa conversione 24

EsempiIstruzione Input Risultatoscanf("%d", &x) ; 134xyz x = 134scanf("%2d", &x) ; 134xyz x = 13scanf("%s", v) ; 134xyz v = "134xyz"scanf("%2s", v) ; 134xyz v = "13" 25

Forma completa degli specificatori * width % formatLeggi questo campo,ma non memorizzarlo in alcuna variabile 26

EsempiIstruzione Input Risultatoscanf("%d %s", &x, v) ; 10 Pippo x = 10 v = "Pippo"scanf("%s", v) ; 10 Pippo x immutato v = "10"scanf("%*d %s", v) ; 10 Pippo x immutato v = "Pippo" 27

Valore di ritornoLa funzione scanf ritorna un valore intero: Numero di elementi (%) effettivamente letti Non conta quelli “saltati” con %* Non conta quelli non letti perché l’input non conteneva i caratteri desiderati Non conta quelli non letti perché l’input è finito troppo presto End-of-File per fscanf Fine stringa per sscanf EOF se l’input era già in condizione End-of-File all’inizio della lettura 28

Lettura di stringheLa lettura di stringhe avviene solitamente con lospecificatore di formato %s Salta tutti i caratteri di spaziatura Acquisisci tutti i caratteri seguenti, fermandosi al primo carattere di spaziatura (senza leggerlo)Qualora l’input dei separatori diversi da spazio, èpossibile istruire scanf su quali siano i caratterileciti, mediante lo specificatore %[pattern] 29

Struttura di un pattern ^ - carattere% [ carattere ] 30

Struttura di un pattern ^ - carattere% [ carattere ] Definizione di pattern nella stringa di formato 31

Struttura di un pattern ^ - carattere% [ carattere ] Carattere di cui può essere composta la stringa da leggere 32

EsempiPattern Effetto%[r] Legge solo sequenze di r 33

Struttura di un pattern ^ - carattere% [ carattere ] Caratteri o intervalli possono essere ripetuti più volte 34

EsempiPattern Effetto%[r] Legge solo sequenze di r%[abcABC] Legge sequenze composte da a, b, c, A, B, C, in qualsiasi ordine e di qualsiasi lunghezza 35

Struttura di un pattern ^ - carattere% [ carattere ] Intervallo di caratteri di cui può essere composta la stringa da leggere 36

EsempiPattern Effetto%[r] Legge solo sequenze di r%[abcABC] Legge sequenze composte da a, b, c, A, B, C, in qualsiasi ordine e di qualsiasi lunghezza%[a-cA-C] Idem come sopra%[a-zA-Z] Sequenze di lettere alfabetiche%[0-9] Sequenze di cifre numeriche%[a-zA-Z0-9] Sequenze alfanumeriche 37

Struttura di un pattern ^ - carattere% [ carattere ] Pattern “invertito”: i caratteri specificati non devono comparire nella stringa 38

EsempiPattern Effetto%[r] Legge solo sequenze di r%[abcABC] Legge sequenze composte da a, b, c, A, B, C, in qualsiasi ordine e di qualsiasi lunghezza%[a-cA-C] Idem come sopra%[a-zA-Z] Sequenze di lettere alfabetiche%[0-9] Sequenze di cifre numeriche%[a-zA-Z0-9] Sequenze alfanumeriche%[^x] Qualunque sequenza che non contiene x%[^n] Legge fino a file riga%[^,;.!? ] Si ferma alla punteggiatura o spazio 39

OsservazioniRicordare che i pattern devono sempre essereassociati a dati di tipo stringa (vettori di caratteri)Il comune specificatore "%s" equivale al pattern"%[^ tn]" 40

Esempio Il file /etc/passwd, presente in tutti i sistemi operativi derivati da Unix, contiene i dati degli utenti nel seguente formato:corno:w3tce34:501:401:Fulvio Corno:/home/corno:/bin/bash : : : : : : Campi separati da : Nome utente, password: stringhe prive di spazi User ID, Group ID: interi Nome reale: stringa generica (con spazi) Home directory e shell: stringhe generiche 41

Soluzionef = myfopen("/etc/passwd", "r") ;while(fgets(riga, MAX, f)!=NULL)while{ sscanf(riga, "%[^:]:[%^:]:%d:%d:" "%[^:]:%[^:]:%[^:]", login, pass, &uid, &gid, realname, home, shell ) ; /* elabora i dati ... */}myfclose(f) ; 42

Stream predefinitiL’istruzione fopen permette di aprire nuovistream, associati a file esistenti sui dischidell’elaboratoreAll’avvio di un programma in C, sono già statiaperti in modo automatico 3 stream predefiniti stdin stdout stderr 44

stdinstdin è detto lo “standard input” di unprogrammaNormalmente è associato al canale di input delterminale (o della console) nel quale ilprogramma è avviato In pratica, la tastiera del P.C.L’input può essere rediretto, prendendolo da unfile anziché dalla tastiera, avviando il programmada linea di comando con l’operatore < prog < file.txt 45

stdoutstdout è detto lo “standard output” di unprogrammaNormalmente è associato al canale di output delterminale (o della console) nel quale ilprogramma è avviato In pratica, il video del P.C.L’output può essere rediretto, salvandolo su unfile anziché su video, avviando il programma dalinea di comando con l’operatore > prog > file.txt 46

stderrstderr è detto lo “standard error” di unprogrammaNormalmente è associato al canale di output delterminale (o della console) nel quale ilprogramma è avviato In pratica, il video del P.C.È uno stream distinto ed indipendente dastdoutSolitamente l’output di stderr non vienerediretto, per permettere ai messaggi di errore diessere sempre visti dall’utilizzatore 47

Uso comunestdin viene usato per acquisire i dati Può essere rediretto da un filestdout viene usato per presentare i risultati Può essere rediretto su un filestderr viene usato esclusivamente per imessaggi di errore Rimane visibile sulla console 48

EquivalenzeLa funzione… è equivalente a…scanf("formato", …); fscanf(stdin, "formato", …);printf("formato", …); fprintf(stdout, "formato", …);ch=getchar(); ch=fgetc(stdin);putchar(ch); fputc(ch, stdout); 49

Stampa dei messaggi di erroreif(...condizione errore fatale...)if{ fprintf(stderr, "Messaggio di erroren") ; exit(1) ;} 50

SuggerimentoTutti i messaggi di errore devono essere stampatisullo stream stderrConviene definire una funzione myerror Stampa un messaggio di errore Interrompe il programmavoid myerror(char *message) ; char 51

Funzione myerror my.cint myerror(char *message) char{ fputs( message, stderr ) ; exit(1) ;} 52

I/O Avanzato e File

Esercizi propostiEsercizio “Somma numeri”Esercizio “Bersagli”Esercizio “Consumi toner” 2

Esercizi proposti

Esercizio “Somma numeri”Un file di testo contiene una serie di numeri interi(positivi o negativi), uno per rigaSi scriva un programma C che: Acquisisca da linea di comando il nome del file Calcoli la somma di tutti i numeri presenti nel file Stampi in output il valore di tale somma 4

Analisinumeri.txt 30 22 somma.exe -3 18 -12 C:prog>somma numeri.txt La somma vale: 55 5

Soluzione (1/4) sommafile.cint main(int argc, char *argv[]) int{ const int MAX = 80 ; FILE * f ; char nomefile[MAX] ; char riga[MAX] ; int r, num ; int somma ; 6

Soluzione (2/4) sommafile.cif(argc != 2)if myerror("Num. argomenti erraton") ;strcpy(nomefile, argv[1]) ;f = myfopen( nomefile, "rt" ) ;somma = 0 ; 7

Soluzione (3/4) sommafile.cwhile(while fgets( riga, MAX, f ) != NULL){ r = sscanf( riga, "%d", &num ) ; if(r==1) if somma = somma + num ; else printf("Riga ignoratan") ;} 8

Soluzione (4/4) sommafile.c myfclose(f) ; printf( "La somma vale: %dn", somma ) ; exit(0) ;} 9

Esercizi proposti

Esercizio “Bersagli” (1/2)Si desidera creare un programma in grado dicalcolare il numero di colpi andati a segno inun’esercitazione di tiroI bersagli sono descritti tramite le coordinatecartesiane del punto in cui sono posizionatiall’interno di una griglia 100 × 100. Le coordinatesono rappresentate solo da numeri interi,compresi tra 0 e 99. La posizione dei bersagli ècontenuta nel file di testo bersagli.txt: ogniriga di tale file contiene le coordinate X e Y di unsingolo bersaglio 11

Esercizio “Bersagli” (2/2)I colpi sparati sono descritti anch’essi tramite leloro coordinate X e Y e sono memorizzati in unfile di caratteri il cui nome è passato come primoparametro sulla linea di comando. Ogni riga ditale file contiene le coordinate X e Y del punto incui è stato sparato un colpoSi scriva un programma che legga dai filesuccitati la posizione dei bersagli ed i colpi sparatie quindi calcoli il numero di colpi andati a segno,sia come valore assoluto sia come percentualedei colpi sparati 12

Analisibersagli.txt colpi.txt 0 0 49 49 0 99 50 50 50 50 giudice.exe 51 51 99 0 52 52 99 99 C:prog>giudice colpi.txt Colpi sparati: 4 Colpi andati a segno: 1 (25.0 %) 13

AlgoritmoAcquisire dal file bersagli.txt tutte lecoordinate, memorizzandole in due vettoriparalleli Bx[] e By[]. Lunghezza dei vettori: NbAcquisire dal file argv[1] le coordinate dei varicolpi Cx, Cy. Numero colpi: Nc Per ciascun colpo, verificare se le coordinate coincidono con quelle di almeno un bersaglio Se sì, incrementare NccStampare Ncc e Ncc/Nc*100 14

Soluzione (1/4)int main(int argc, char *argv[]) int{ bersagli.c const int MAXB = 100 ; /* massimo numero di bersagli */ const int MAX = 80 ; /* lunghezza riga del file */ const char FILEB[] = "bersagli.txt"; int Nb ; /* numero di bersagli */ int Bx[MAXB], By[MAXB] ; /* coordinate dei bersagli */ int Nc ; /* numero colpi sparati */ int Ncc ; /* numero di colpi centrati */ 15

Soluzione (2/4)FILE *f ;char riga[MAX] ;int Cx, Cy ; bersagli.cint i, r, trovato ;/* 1: acquisizione coordinate bersagli */f = myfopen( FILEB, "rt") ;Nb = 0 ;while(while fgets(riga, MAX, f) != NULL ){ r=sscanf(riga,"%d %d",&Bx[Nb],&By[Nb]); if( if r!=2 ) myerror("Formato erraton") ; Nb ++ ;}myfclose(f); 16

Soluzione (3/4)/* 2: analisi coordinate dei colpi */if( argc != 2 )if myerror("ERR: manca nome filen"); bersagli.cf = myfopen( argv[1], "rt") ;Nc = 0 ;Ncc = 0 ;while(while fgets(riga, MAX, f) != NULL ){ r = sscanf( riga, "%d %d", &Cx, &Cy ); if(r!=2) myerror("Formato erraton") ; if Nc ++ ; /* Ricerca del bersaglio */}myfclose(f); 17

Soluzione (3/4)/* 2: analisi coordinate dei colpi */if( argc != 2 )if myerror("ERRORE: manca nome filen"); trovato = 0 ; bersagli.cf = for myfopen( argv[1], "rt") ; for(i=0; i<Nb && trovato==0; i++) if( Cx==Bx[i] && Cy==By[i] ) ifNc = 0 ; trovato = 1 ;Ncc = 0 ;while(while fgets(riga, MAX, f) != NULL ) if(trovato==1) if{ Ncc ++ ; r = sscanf( riga, "%d %d", &Cx, &Cy ); if(r!=2) myerror("Formato erraton") ; if Nc ++ ; /* Ricerca del bersaglio */}myfclose(f); 18

Soluzione (4/4) bersagli.c /* 3: stampa risultati */ printf("Colpi sparati: %dn", Nc) ; printf("Colpi andati a segno: %d ", Ncc); if(Nc!=0) if printf("(%.2f%%)", Ncc*100.0/Nc) ; printf("n"); exit(0) ;} 19

Esercizi proposti

Esercizio “Consumi toner” (1/3)Si desidera analizzare la statistica dei consumi ditoner di un’azienda per ottimizzare gli acquistifuturiLa quantità di cartucce di toner prelevate dalmagazzino ogni giorno è riportata all’interno di unfile di testo il cui nome è passato come primoparametro sulla riga di comando 21

Esercizio “Consumi toner” (2/3)Il file contiene una riga per ogni giorno. Ogni rigacontiene in sequenza: Il nome del dipartimento che ha prelevato il toner (una stringa lunga al massimo 5 caratteri) Un numero intero (valore minimo 1 e massimo 99) che indica la quantità di cartucce di toner prelevate in quel giorno da quel dipartimentoNon è noto il numero di righe presenti nel file 22

Esercizio “Consumi toner” (3/3)Il programma riceve inoltre come secondoargomento sulla linea di comando il nome di undipartimento per il quale calcolare l’indicatorestatistico dato come terzo argomento sulla lineadi comando secondo la seguente codifica: -min indica che si desidera il valore minimo -max indica che si desidera il valore massimo -med indica che si desidera il valore medio (da stamparsi in output con un cifra dopo la virgola) 23

Analisitoner.txtCONT 10MAGAZ 20 toner.exeCONT 15 C:prog>toner toner.txt CONT –med 12.5 24

Argomenti del programma C:prog>toner toner.txt CONT –med argv[1]Nome del file argv[3]contenente i argv[2] Operazione consumi Dipartimento statistica: da analizzare -min -med -max 25

Soluzione (1/4)int main(int argc, char *argv[]) int{ toner.c const int LUNDIP = 5 ; const int MAX = 80 ; char dip[LUNDIP+1], dipf[LUNDIP+1] ; int stat ; /* tipo di statistica: 1=min, 2=max, 3=med */ FILE * f ; int qtaf, r ; int min, max, tot, cont ; char riga[MAX+1] ; 26

Soluzione (2/4)if(argc!=4)if myerror("Numero parametri erraton"); toner.c/* Acquisisci il nome del dipartimento */strcpy(dip, argv[2]) ;/* Acquisisci tipo statistica */if(if strcmp( argv[3], "-min") == 0 ) stat = 1 ;else if ( strcmp( argv[3], "-max") == 0 ) stat = 2 ;else if ( strcmp( argv[3], "-med") == 0 ) stat = 3 ;else myerror("Statistica sconosciutan"); 27

Soluzione (3/4)f = myfopen(argv[1], "rt") ;tot = 0 ;cont = 0 ; toner.cmin = 100 ;max = 0 ;while(while fgets(riga, MAX, f) != NULL ){ r = sscanf(riga, "%s %d", dipf, &qtaf); if(r!=2) if printf("Riga ignoratan"); else { /* Aggiorna statistiche */ }}myfclose(f) ; 28

Soluzione (3/4)f = myfopen(argv[1], "rt") ; if(strcmp(dip, dipf)==0) iftot = 0 ;cont { 0 ; = if( qtaf < min ) if ;min = 100 toner.cmax = 0 ; min = qtaf ;while( if(while if qtaf > max ) f) != NULL ) fgets(riga, MAX,{ max = qtaf ; r = sscanf(riga, qtaf %d", dipf, &qtaf); tot = tot + "%s ; if(r cont++ ; if(r!=2) } printf("Riga ignoratan"); else { /* Aggiorna statistiche */ }}myfclose(f) ; 29

Soluzione (4/4) /* Stampa il valore della statistica */ toner.c if(cont==0) if printf("Nessun elementon"); else if stat==1 ) if( printf("%dn", min) ; else if stat ==2 ) if( printf("%dn", max) ; else if stat==3 ) if( printf("%.1fn", (float)tot/cont) ; exit(0) ;} 30

I/O Avanzato e File

Argomenti trattati (1/2)File File binari File di testoGestione dei file in C Apertura/chiusura Lettura/scrittura Gestione degli errori Il problema degli errori di formattazione 2

Argomenti trattati (2/2)Formattazione avanzata Funzione sscanf Opzioni degli specificatori di formato In output In input Pattern di input Stream predefinitiInput robusto Utilizzo combinato di fgets e sscanf 3

Tecniche di programmazioneGestire i file, in lettura e scritturaVerificare gli errori che possono incorrere nelleoperazioni di I/OUtilizzare le funzioni myfopen, myfclose,myerrorUtilizzare sscanf per analizzare righe anche dalformato complessoUtilizzare printf/fprintf per controllarel’ampiezza dei campi di output 4

Lucidi relativi al DVD di Programmazione in C

by Fulvio Corno on Mar 14, 2011

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